環境友好潤滑劑
綠色潤滑劑的添加劑應該是可降解、無毒,或至少不妨礙基礎油的生物降解性。不同的基礎油對添加劑的感受性不一樣,二者的生物降解性也沒有加合性。由于植物油或合成酯的結構具有較強的極性,與添加劑在摩擦表面形成競爭吸附,所以一般來說,以植物油和合成酯為基礎油的油品,添加劑的添加量相對較大。
說起添加劑的極性,個人認為,并沒有一個嚴格的定義。在分子的水平上來理解,分子中正負電荷中心不重合,從整個分子來看,電荷的分布是不均勻的,不對稱的,這樣的分子為極性分子。
分子的極性,與化學鍵的偶極矩與分子的偶極矩密不可分。
將正、負電荷中心間的距離d和電荷中心所帶電量q的乘積,叫做偶極矩(dipole moment),數學表達式為μ=qd。它是一個矢量,方向規定為從正電中心指向負電中心。偶極矩的單位是D(德拜)。根據討論的對象不同,偶極矩可以指鍵偶極矩,也可以是分子偶極矩,而分子的偶極矩是化學鍵偶極矩的矢量和。
潤滑油中的添加劑,并沒有或者很少是由簡單的小分子無機或者有機化合物,甚至是由混合物以及高分子聚合物組成,所以,以分子的極性來衡量添加劑的極性,很難給出不同添加劑之間的定量的標準和區別。所以,添加劑中某些特征的鍵合方式,更能說明其功能的不同,又是應了那句老話:結構決定性質。
已有的研究表明,含Zn抗磨劑(實際就是我們熟知的二烷基二硫代磷酸鋅)、清凈分散劑和金屬鈍化劑對植物油生物降解率的負面影響比較顯著。而某些含P和N的添加劑有利于微生物的生長和繁殖,可提高生物降解性,如極壓抗磨劑系列中的一些含S、P、N的添加劑。
專用的磺酸鹽、琥珀酸衍生物或無灰磺酸鹽可用于防腐蝕劑。無灰雜環類添加劑是一類很好的多功能潤滑油添加劑,預計其在綠色潤滑油中將有良好的應用前景。比如:
酰胺、酰肼等含氮化合物,尤其是它們與磷酸酯和膦酸酯相結合,形成磷(膦)酰胺以及磷(膦)酰肼,在潤滑油中具有極壓、抗磨、減摩的功效,是一類不錯的多功能添加劑,同時,它們的生物活性,通常對微生物、植物細胞、動物細胞等作用,有較好的選擇性,這決定了它們用作綠色油品添加劑的廣闊前景。依然是老生常談:在潤滑油添加劑領域,真正沉淀下來,不忘初心,尚大有可為。當然,這與追蹤新材料領域的發展軌跡并不矛盾,但切記不宜浮躁追風,人云亦云。
再比如這個,又何嘗不是極壓、抗磨、減摩的多效添加劑,又何嘗不可以應用于高檔內燃機油中,作為抗氧、減摩劑使用,從而對長換油期、節能減摩有所幫助?如此,還可以對生物降解有所貢獻。(作者:石科院-李云鵬)
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