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潤滑油代理一定要了解的潤滑油平衡配方知識
發(fā)布時間:2016-06-17
  潤滑油代理的銷售人員常常被終端用戶的某些特殊要求所困惑,諸如機油亮紅燈、油品使用過程中變黑、油品四球試驗的燒結負荷要達到某某值,等等,不一而足。實際上,要解釋或者解決這類令人棘手的問題,還得要歸結到潤滑油的最基本功能上來。

  再次提一下我們耳熟能詳?shù)母拍睿簼櫥偷墓δ?,包括潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖。潤滑,最主要的目的就是減少摩擦,所謂潤滑劑,簡單地說,就是介于兩個相對運動的物體之間,具有減少兩個物體因接觸而產(chǎn)生摩擦的功能者。

  籠統(tǒng)地說,潤滑油品之所以能起潤滑作用,就是在摩擦副之間有所謂的“油膜”的存在,而真正能用科學的語言把油膜這個概念解釋清楚,卻是很難的一件事。在潤滑油品的分類中,大家都知道三大潤滑油品,內燃機油、液壓油和齒輪油,就油品在運行中的摩擦副之間所受的剪切速率來看,如果內燃機油是10exp4/sec的數(shù)量級,液壓油和齒輪油則分別在10exp6/sec和10exp8/sec的水平。不難看出,從摩擦磨損的苛刻程度言,由小到大的順序是內燃機油→液壓油→齒輪油,由此也就有了非極壓性油品和極壓性油品的區(qū)分和說法,無疑,我們將內燃機油歸于非極壓性油品中,而齒輪油則是典型的極壓性油品。

  任何類型的潤滑油產(chǎn)品,一個最基本的原則,首先是它的抗氧化性能必須好,這包括其氧化安定性和熱安定性兩個方面的意思??寡趸芰Σ?,隨之會帶來一系列的負面作用:油品老化速度加快,粘度升高或降低,添加劑分解而失去作用,出現(xiàn)油泥和積碳,設備的運行溫度升高,等等。解決油品的抗氧化能力,基礎油的選用自然十分重要,在基礎油選定以后,則與抗氧劑的選用有關了。目前我們常用的抗氧劑,不論是高溫還是低溫抗氧劑,只是一個相對而言的區(qū)分,但它們的抗氧化機理,就目前認識的理論水平,也還是自由基鏈反應的起始阻止和反應終止理論(有興趣的同仁可參看相關書籍)。氧化劑(如空氣中的氧)是氧化反應的始作俑者,催化劑(如因為磨損而存在于油中的金屬屑)則降低氧化反應的能壘,高溫卻是加速氧化反應的動能。如果只是一味地增加抗氧劑的用量,當然對油品的抗氧化能力有益,可是,抗氧劑中的自由基氧化反應的終止劑,不論是氧自由基(-O·)還是氮自由基(-N·),都屬于親電子活性基團,它必然與金屬表層中的游離離子有親和作用而與其它添加劑產(chǎn)生在摩擦表面的吸附競爭,從而減弱諸如抗磨添加劑等其它添加劑的功能,反而得不償失。

  僅此在抗氧化劑的使用上之一例,便可以看出,油品的一個完整配方,并不是某一添加劑使用的越多越好,換句話說,突出一點,便無法顧及全體,即所謂的平衡。好在我們的傳統(tǒng)文化之儒家學說,也講究“中庸之道”,想必諸位當能接受潤滑油配方的平衡體系之說。

  籠統(tǒng)一些說,潤滑油中的添加劑,包括抗氧劑、金屬減活劑和防銹劑,都可以歸為腐蝕抑制劑一類??寡鮿亲钪饕囊淮箢悵櫥吞砑觿?,其作用機理與通常意義下的防銹劑不甚相同,在此不予贅述,以后會單獨討論;金屬減活劑,概而言之,主要是通過其螯合能力,捕獲系統(tǒng)中成相對自由狀態(tài)的金屬離子,使系統(tǒng)中復雜的化學反應的催化劑相應減少,而起到減緩油品老化的速度,這也是另外的話題。

  傳統(tǒng)的潤滑油防銹劑,擇其重要的品種,大致有如下幾類:①動植物油脂,②羧酸和多元羧酸,③石油磺酸鹽,④多元醇脂肪酸酯,⑤有機胺及其鹽,⑥烷基苯磺酸鹽等等。從防銹劑分子結構的特點來看,許多教科書和專著中多稱是一些極性物質。以我的觀點,此表達不夠準確或有瑕疵,試想,一個很長的烷基鏈(比如多達二十幾個碳原子的烷基鏈),只在一端有一個小的極性基團相連,它能有多大的極性?再說,極性分子,用什么來定義一個極性分子?是偶極矩?是電離傾向?亦或是其它?所以,以我的觀點,毋寧說防銹劑是各種表面活性劑在潤滑油中的別稱!

  老生常談,各種添加劑包括腐蝕抑制劑,在起作用的初始階段,都離不開其在金屬表面的吸附包括物理吸附和化學吸附,或者二者兼有。各種吸附的原理,不論是多余的配價電子對,還是氫鍵,還是化學成鹽等等,這些知識超出了我們要討論的范圍,各位如有興趣,可參考相應的表面(界面)化學相關書籍。多說一句,國內表面化學的經(jīng)典圭臬,是傅鷹老先生的《膠體化學》,其后幾十年雖表面化學突飛猛進,但未曾跳出其窠臼,況且,該書所涵蓋,已足夠我們潤滑油行業(yè)使用。

  羧酸型的防銹劑,比如烯基丁二酸,長鏈脂肪酸,由于其羧基的所謂“極性”,會在金屬表面形成緊密的單分子或多分子保護層,它與金屬成鹽而牢固地吸附在金屬表面,是典型的化學吸附。成鹽反應,便是發(fā)生了化學反應,這必然會破壞金屬表面故有的狀態(tài),換句話說,是金屬另一種形式的被腐蝕,那么問題來了:既然是破壞,怎能說是保護?

  極壓抗磨劑有吸附,腐蝕抑制劑也有吸附,自然有強弱之分,先后之別,幾句話還真說不清楚這復雜的過程及原理。但是,我們只需知道,極壓抗磨劑的吸附和腐蝕,最終會導致在金屬表面形成很多個電化學中所謂的微電池,任其發(fā)展,會逐漸將金屬腐蝕殆盡,而腐蝕抑制劑的吸附和反應,會形成一個緊密的“膜”,防止水、氧和腐蝕性物質接觸金屬表面而起到保護作用,這就夠了。所以,極壓抗磨劑與腐蝕抑制劑,是極壓性油品配方的一個主要矛盾,如何平衡?目前來看,只能通過各種實驗數(shù)據(jù)決定,劑量的多少,比例如何,以目前的技術水平,還沒有一個完美的理論可以有指導作用!在摩擦學中,有一個“腐蝕膜保護”的概念,當可啟發(fā)我們從業(yè)者“平衡”的思維方式。


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