粘度指數(shù)改進(jìn)劑是一種油溶性高分子材料，也是一種重要的油品助劑，其作用的實(shí)質(zhì)是使油品具有較高的粘度指數(shù)，從而保證潤滑油在低溫下能夠順利流動(dòng)，在高溫下有足夠的粘度，確保良好的潤滑能力。

常用的粘度指數(shù)改進(jìn)劑的品種主要有異戊丁烯（PIB）、聚a烯烴（PAO）、甲基丙烯酸甲酯（PMA） 、乙丙共聚物（OCP） 、氫化苯乙烯/共軛二烯烴（丁二烯、異戊二烯）共聚物（HSV）等四種。由于PIB稠化能力和低溫流動(dòng)性差，PAO的增稠能力差，成本高，節(jié)能效果差，因此不適合配制多級發(fā)動(dòng)機(jī)油，用于傳動(dòng)油的增稠。目前多級發(fā)動(dòng)機(jī)油使用粘度指數(shù)改進(jìn)劑主要是OCP、PMA以及HSV 。 評價(jià)粘度指數(shù)改進(jìn)劑性能的指標(biāo)包括：

※增稠能力TE：即1%聚合物增加的油品的粘度，粘指劑越高的分子量MW有著越大的增稠能力TE，越少的支鏈會(huì)有越大的增稠能力TE，粘指劑的極性與基礎(chǔ)油的極性越匹配，會(huì)有越大的增稠能力TE；

※剪切安定指數(shù)（SSI）：SSI與聚合物結(jié)構(gòu)、分子量分布和分子量有關(guān)，分子量越高，剪切安定性越差；

Kurt Orbahn法：測量聚合物增加的運(yùn)動(dòng)粘度在30次柴油噴嘴剪切后的粘度損失，越高的SSI表明剪切后油的粘度損失越大，SSI通常表征了聚合物在SAE 15W-40油品的性能；

KRL法：測量4/8/10/20小時(shí)錐盤剪切后的粘度損失；

超聲波法：使用超聲波剪切后的粘度損失；

基于使用性能，也有通過行車實(shí)驗(yàn)和全配方剪切試驗(yàn)等方法，考評粘度指數(shù)改進(jìn)劑的剪切穩(wěn)定性。
當(dāng)前，二氧化碳減排法規(guī)正在全球范圍內(nèi)實(shí)施或變嚴(yán)，這意味著行業(yè)內(nèi)對燃料經(jīng)濟(jì)性（FE）有著前所未有地關(guān)注。

潤滑油降低摩擦來提高燃料經(jīng)濟(jì)性主要是通過在邊界潤滑時(shí)依靠摩擦改進(jìn)劑來實(shí)現(xiàn)，原理是流體動(dòng)力潤滑時(shí)依靠的是降低油品的粘度。

對于乘用車來說其運(yùn)轉(zhuǎn)條件使得流體動(dòng)力潤滑占據(jù)55%-65%。在降低粘度方面選用輕質(zhì)基礎(chǔ)油已經(jīng)是基本的要素，由于目前都使用多級油，因此不同的粘度指數(shù)改進(jìn)劑就會(huì)對降低粘度產(chǎn)生不同的影響。各種國際標(biāo)準(zhǔn)對于粘度指數(shù)改進(jìn)劑的挑戰(zhàn)如圖表1所示。
早在1996年，人們從發(fā)動(dòng)機(jī)評定的程序VI-A試驗(yàn)中已經(jīng)認(rèn)識到在不使用摩擦改進(jìn)劑時(shí)VI-A的燃料經(jīng)濟(jì)性改善是與其高溫高剪切粘度（HTHS@150℃）成很好的線性關(guān)系。但是在2000年程序VI-B試驗(yàn)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果在HTHS@150℃的粘度相同時(shí)，VI-B的燃料經(jīng)濟(jì)性改善(FEI)就與100℃或者更低溫度的高剪切粘度相關(guān)。MS VI B節(jié)能試驗(yàn)是與FTP循環(huán)相關(guān)因而也就和100℃或者更低溫度的高剪切粘度相關(guān)。
理想的粘度指數(shù)改進(jìn)劑(VM)是在發(fā)動(dòng)機(jī)操作溫度的整個(gè)范圍內(nèi)保持最低的高剪切粘度，從而可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)部件滑動(dòng)的流體動(dòng)力潤滑的摩擦系數(shù)，也就改善了燃料經(jīng)濟(jì)性。

目前世界上最為流行的駕駛循環(huán)之一，是代表城市駕駛的新歐洲駕駛循環(huán)(NEDC)，而NEDC的平均溫度為50-70℃，所以是一個(gè)較冷的循環(huán)，其與50-70℃下的高剪切粘度(HSV)更相關(guān)。所以有人得出在NEDC循環(huán)中：

☆燃料經(jīng)濟(jì)性改善(FEI)與KV@40℃的相關(guān)系數(shù)R2=0.89

☆燃料經(jīng)濟(jì)性改善(FEI)與KV@60℃的相關(guān)系數(shù)R2=0.91

因此如果油品的40-60℃的運(yùn)動(dòng)粘度低,其燃料經(jīng)濟(jì)性改善(FEI)也就好。

圖表3中，PMA和HSV調(diào)制的油品粘度指數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于OCP調(diào)制的油品，而在圖表4中，HSV調(diào)制的油品的100℃HTHS高溫高剪粘度略高于PMA，但是遠(yuǎn)低于OCP。
在圖表5中，在6.5L通用柴油車行車實(shí)驗(yàn)中，在各種工況和車況下，HSV調(diào)制的油品的FE燃油經(jīng)濟(jì)性都好于OCP和PMA。 普通潤滑油換油里程相對較短，一般為2萬公里，而當(dāng)前市面上出現(xiàn)的長效里程潤滑油，換油里程可以達(dá)到5萬公里、8萬公里、10萬公里、12萬公里，甚至15萬公里，換油周期及里程大幅提升。

長效里程潤滑油的原理其實(shí)很簡單，就是將普通潤滑油的各項(xiàng)性能提升到極致，從而延長使用壽命。與普通潤滑油相比，長效里程潤滑油更長的換油周期能夠?yàn)橛脩艄?jié)省維保費(fèi)用、提升車輛運(yùn)營效率，是未來發(fā)展的必然趨勢。

粘度指數(shù)改進(jìn)劑是長效里程潤滑油的主要組分。剪切安定性SSI是考評粘度指數(shù)改進(jìn)劑適用于長里程潤滑油的關(guān)鍵指標(biāo)。圖表6是幾種剪切安定性考評的方法，可見20小時(shí)KRL剪切與出租車50000公里行車試驗(yàn)剪切的粘度下降接近。
從圖表7可以看出，PMA調(diào)制發(fā)動(dòng)機(jī)油加劑量大，而且氧化誘導(dǎo)期不如OCP，HSV的增稠能力和氧化誘導(dǎo)期最好。
目前，長里程發(fā)動(dòng)機(jī)油的粘度指數(shù)改進(jìn)劑主要是OCP、大粘度PAO和HSV。PAO調(diào)制的油品燃油經(jīng)濟(jì)性差，KRL剪切SSI小于25%來做長里程發(fā)動(dòng)機(jī)油，無定型OCP的增稠能力差，半結(jié)晶型OCP增稠能力好，但是低溫MRV差，需要選擇降凝劑和基礎(chǔ)油，同時(shí)，使用中MRV會(huì)上升，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗和低溫磨損。
目 前 車 輛 齒 輪 油 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 為 S A EJ306，新的粘度級別為SAE 80、SAE 85，中國國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 13895-2018。

車輛齒輪油需要剪切穩(wěn)定性更好的粘指劑，為使輕負(fù)荷帶同步嚙合器的手動(dòng)變速箱更易于變速操作，建議-30℃的布氏粘度不超過5,000cP，集中于延長換油期、清凈性、熱氧化安定性和磨損保護(hù)，傾向使用合成油和Ⅱ、Ⅲ類基礎(chǔ)油。對于粘度指數(shù)改進(jìn)劑的剪切穩(wěn)定性要求為20小時(shí)KRL后仍停留在原粘度級別，試驗(yàn)方法為CECL-45-T-93。

而對于液壓油而言，油泵和油箱的尺寸減小，更高的操作溫度和壓力及長壽命，對于粘度指數(shù)改進(jìn)劑的要求在于剪切安定性，柴油噴嘴剪切250次循環(huán)粘度下降不大于10%。

不同粘度指數(shù)改進(jìn)劑分子結(jié)構(gòu)見圖表8。
☆乙烯丙烯共聚物(OCP)：有半結(jié)晶型和無定形型，例如eni Versalis 2550，2530

☆聚甲基丙烯酸酯(PMA)

☆氫化苯乙烯二烯烴：星形聚合物，例如TECNOLUBE HSV1050, 2050和6050

☆氫化苯乙烯二烯烴：線性聚合物，例如TECNOLUBE HSV l810在油品中溶解的聚合物粘度改進(jìn)劑占有較大的空間：

◎粘度改進(jìn)劑增加粘度的能力與聚合物占有的空間成正比

◎大多數(shù)粘度指數(shù)改進(jìn)劑溶解在油中的空間體積與溫度無關(guān)，除了PMA和溫度敏感的氫化苯乙烯異戊二烯，TECNOLUBE HSV6050和HSV l810 （圖表9）
T F H S V 1 0 5 0 是 一 種 星 型 的 氫 化苯 乙 烯 - 異 戊 二 烯 聚 合 物 ， 苯 乙 烯 含 量6.0-7.5wt%，外觀形態(tài)為白色粉末。特科多HSV1050可用作潤滑油粘度指數(shù)改進(jìn)劑，粘度調(diào)
節(jié)效果顯著、抗剪切能力優(yōu)異， 可用于調(diào)制大跨度的高檔多級油。（圖表10、11） HSV l810是100%苯乙烯-異戊二烯SEP兩鉗段diblock加氫線性聚合物，在高端基礎(chǔ)油中具有優(yōu)異的油溶性、高溫穩(wěn)定性和剪切穩(wěn)定性。柴油噴嘴剪切SSI：30次小于3，90次小于10；KRL20小時(shí)SSI小于25。HSV l810與基礎(chǔ)油混合后，兩嵌段 SEP 聚合物形成膠束，與基礎(chǔ)油的混溶性更好，在較高的混溶溫度下，性能更能保持穩(wěn)定。
當(dāng)受到外力剪切時(shí)，HSV l810兩嵌段線性聚合物膠束解散，要么取向流動(dòng)，要么形成顆粒狀潤滑劑，提供了油的觸變性能(剪切變稀)。兩鉗段SEP聚合物具有煙炱、漆膜等極性沉積物的助溶和分散作用，與降凝劑有協(xié)同效應(yīng)。

6%HSV l810溶于可以直接溶解于API各類基礎(chǔ)油中，制成流動(dòng)性非常好的膠液。超過6%的膠液，在長期靜置時(shí)，兩鉗段聚合物的膠束濃度大，長鏈聚合物分子搭橋，會(huì)降低膠液的流動(dòng)性。

從圖表13、圖表14的測定數(shù)據(jù)可以看出：用同一個(gè)轉(zhuǎn)子測定，轉(zhuǎn)速越慢，粘度測定值越大。6%的l810在150N的40℃和100℃粘度反倒小于60N膠液。
HSV l810可以用于調(diào)制長里程的發(fā)動(dòng)機(jī)油；要求低溫性能和剪切性能優(yōu)異的齒輪油、液壓油、減震器油；用于潤滑脂，可以顯著提升潤滑脂的機(jī)械安定性。高濃度油膏具有觸變性，可用于光纜光纖填充膏的增稠、化妝品增稠等。（作者：特科多添加劑（深圳）有限公司  萬書曉）