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1、合成酯在润滑油中的性能与应用随着现代工业的快速发展以及环境问题的日益突出，对润滑剂的 使用性能、运行可靠性与使用寿命、可生物降解性、低或无毒害性等 方面的要求越来越高，传统的矿物基润滑油已经很难满足这些苛刻的 要求。 节能、环保、长寿命是润滑油的发展趋势，全合成半合成油 的应用越来越广泛，因此，PAO、合成酯的合成基础油越来越受到关 注。节能润滑油主要通过三种方式来实现：一是低粘度油；二是高粘 度指数油；三是含有摩擦改进剂的油。低粘度油粘度越大内摩擦力越大，在应用中能耗越高。国内外实际经验证 明，在流体润滑范围内，润滑油在使用条件下粘度每差1mm2/s，能 耗大约相差 0.51%；粘度相差一个
2、级号，则能耗大约相差15%。从 节能角度出发，在选用润滑油时应在保证设备润滑的前提下，尽量采 用低粘度润滑油。星准黏度一h新黏度燃油经济性提升0W-305W-205M305W-401 QW-3Q10W-4015W-1015W-5O20W-4D20W*50-law-30 :1.0 %1QW-30 :26%10W-3D:3.9 %10W-30 :4.5%1GW-3& :5.7 %10W*30 :4,5%15W-40 :4 %10W-30 :7.8 %-0W-20 0W-20 0W-20 0W-2O 0W-2OOW-20OW-20OW-20OW-200W-2OOW*200.5%1-0%1.5% 2.
3、0%3.0%4.0%5.6%6.9%7.5%B7%7.5%0W-201Q.8%图2不同鮎度发动机油对燃油经济性的提升效果多级油和高粘度指数油汽车工作时，受地区、季节、昼夜、负荷的影响，温差变化很大， 有时相差数十度，而润滑油粘度随着温度变化而变化，升降幅度的大 小和润滑油的粘度指数有关，粘度指数高的，粘度随温度变化小，粘 度指数低的，粘度随温度的变化大。为尽量避免由于粘度变化太大所 造成的设备磨损和能耗增多，在选用油品时，应选用粘度指数高的油。 高粘度指数润滑油是以高粘度指数基础油或在基础油中加粘度指数 改进剂组成，通称为多级油；另一种是合成内燃机油，如酯类、聚a 烯烃发动机油等。含有摩擦改进
4、剂的油润滑油的低粘度化，有利于节约燃料，为了避免可能出现的边界 摩擦所造成的磨损，往往在低粘度油中加入摩擦改进剂，这种添加剂 可以和金属表面形成坚固的吸附膜或渗透膜或金属发生反应生成化 学膜。这种膜摩擦系数很小，可以保证设备边界磨擦时不发生擦伤和 烧结，节能效果显著， 合成酯基础油属V类基础油API基础油分类甘 Till ?.i+i 来硫含量茉别1 （浴刑稍制）U.U3%类别II （加氢异构）0.03%类别III （加氢裂化0.03%类别IV 1聚合）聚。烯疑（P专业整理分亨个包菇在弓(POE/PAG/PEG)饱和姪含量粘度指数90%80-12090%120AO）合成油建的英他基础抽多元醇酯类
5、型 新戊二醇酯(CHJjC (CH2OCR)2三羟甲基丙烷酯0CH3CH2C(CH2OCR)3季戊四醇酯9c(ch2ocr)4一般的酯(如双酯，单酯，B碳原子上有氢原子的醇酯)，因加 热会形成六元环结构的中间体，在较低能量(0.19MJ/mol)下会热分 解多元醇酯的B位置上没有氢原子，不能生成六元环结构，在高温 下主要发生自由基的热分解(0.28MJ/mol)。多元醇酯的热分解温度 比双酯50C左右。” *：；c 咁?. ? R H普汽MFbdWTfC： Mc-ONR HR N*17合成基础油和矿物基础油特性聚烯婭酯烷基萊粘度指数+低温流动性+带抑制剂的高温氧化稳宦性+/+水解稳定性+吸水性
6、=溶解能力-+矿物油相溶性+=与矿物油相当+比矿物油大+比矿物油大得多+比矿物油小1、合成酯在所有的基础油中综合性能最好 优异的氧化安定性与热稳定性能 良好的低温流动性能高粘度指数良好的润滑性与抗磨性能低蒸发损失极好的溶解性优良的生物降解性与可再生性能2、具有良好的低温流动性能和高粘度指数 多数酯类油的粘度指数都很高，具有很好的低温性能，可在极宽的温 度范围内使用酯类油的特点酯类油最大的特点是酯分子中含有多重酯键(-COOR)，赋予了酯 分子以极性，因而赋予酯类油许多比PAO和II、III类加氢基础油更加 优越的性能和应用特点。1、极佳的润滑性能极性结构赋予酯类油特殊的润滑表现，独特的分子吸附
7、作用，容易吸 附在界面上形成稳定的油膜，类似摩擦改进剂，因而能提高油品的润 滑性，即使冷车状态也不至于完全回流，提供很好的低温保护。减少 启动时的磨损(启动时磨损占总磨损的75%)。润滑性的提高可以改 善燃油经济性，减少摩擦动力损失，减少引发动机的噪音，增强发动 机的动力。摩擦系数耐荷重力/0.1MPa磨痕直径/mm多元醇酯0.155.50.64双酯0.205.00.83150N0.244.50.90PAO0.304.00.91曾田式摆动摩擦试验机曾田式四球试验机高速四球试验机边界润滑的润滑性可以从静摩擦us和动摩擦系数uk的比值来推断,当数值小于 1 时，发生滑动。脂肪酸酯的边界润滑特性见表
8、，直链脂肪酸的多元醇酯油良好的润滑性，脂肪酸碳原子数的增加润滑试油PAO 2mm2/sPAO 2mm2/s+20%多元醇酯摩擦系数0.230成膜性/%140.11570性稍有提高，直链脂肪酸酯比支链脂肪酸酯润滑性好。酯醇酸卩s卩ku s/ u k多元醇酯新戊二醇癸酸0.1200.1370.88异辛酸0.1830.1811.01异癸酸0.1880.1841.02多元醇酯三羟基甲己酸0.1120.1350.83基内烷辛酸0.1130.1130.86癸酸0.0920.0920.70异辛酸0.1860.1831.02异癸酸0.1810.1771.01多元醇酯季戊四醇壬酸0.0890.1220.73异辛
9、酸0.1710.1691.01异壬酸0.1900.1761.08异癸酸0.1740.1721.01双酯异辛醇己二酸0.2620.1741.51辛醇0.2110.1531.38癸醇0.2000.1641.22PAO中加入酯类油能显著减少摩擦系数。PAO中加入酯类油对HFRR试验结果的影响*PAO 4mm2/s0.15720PAO 4mm2/s+20%多元醇酯0.10285注:* HFRR 试验:高频往复台架试验。2、酯与添加剂有良好的相容性和对油泥积炭有良好的溶解性项目PAO合成酯I类基础油V1005.55.24苯胺点11920100可以在 PAO 和加氢油中加入双酯或多元醇酯来提高对添加剂的
10、溶解能力，对添加剂的感受性较强，可以很好的与抗氧，抗磨，清净 等添加剂融合，协同，充分发挥添加剂的功效。酯的极性有助于增加油中初级氧化产物及油泥的溶解度 ,有优异 的清洁能力，有效防止油泥和积碳的形成。PAO与酯类油的清净能力比较（1G2试验）PAO/%14多元醇酯/%14第一环槽沉积/%4513评分17261清洁的好处机油能迅速地保护到发动机的关键部分；减少杂质，使润滑油的其他功能更好的发挥 有效减少磨损； 保持良好的粘度稳定性； 减少亮红灯的发生； 顺畅安静的驾驶感受。3、低的蒸发损失和优良的的热氧化安定性 蒸发损失比PAO和加氢基础油都低。化验项目V100V40CCS -30匕VIFP蒸
11、发损失热管PAO4399918.0134312022611370TRS08124.61721.471392134252394.0100N （II类油）4.27720.53137911421615050PAO、双酯和多元醇酯热氧安定性比较由于在多元醇酯的醇基之B碳原子上没有氢原子，因而多元醇酯 比双酯热稳定性更好, 其氧化安定性也比双酯高。由于在多元醇酯的醇基之B碳原子上没有氢原子，因而多元醇酯比双酯热稳定性更好,其氧化安定性也比双酯高。PAO、双酯和多元醇酯热安定性比较项目PAO双酯多元醇酯100C粘度损失，%9.109.200.10总酸值, mg KOH/g0.2253.908.10质量损失
12、， %1.1623.101.09注：热安定性试验条件为基础油在氮气中被加热到287.78C(550 F),并持续 72 h。PAO和酯类油的抗氧化性能比较项目PAO双酯多元醇酯100 C粘度5.85.34.3旋转氧弹试验， min、，亠 rx I.一八 l厂.1770差式扫描热分析， min2.55.060+氧化腐蚀试验后总酸值， mg KOH/g7.11.3酯类油的氧化安定性及其与矿物油的对比各种酯类油及矿物油成漆板试验结果*矿物油3.95双酯2.50苯二甲酸酯1.07偏苯三酸酯0.040.50三羟甲基丙烷酯0.180.57注:*成漆板试验条件:275C, 22 h,通空气，样品均含1%胺型
13、抗氧剂。成焦板试验热安定性基础油清洁度4.0mm2/s 的矿物油04.0mm2/s 的 PAO8.05.0mm2/s的烷基芳烃2.05.4mm2/s 的双酯8.04.0mm2/s 的多元醇酯9.5试验条件：成焦板温度310C槽温：121C操作：溅油6min,烘烤1.5min评分条件：10 =清洁热氧化稳定性PAO和酯的热氧化稳定性均优于矿物油，最高使用温度见表2。表 2 基础油的最高使用温度基础油最高使用温度/C矿物油121.1PAO121.1176.6双酯148.8176.6多元醇酯176.6218.34.粘压特性在弹性流体润滑，油的粘度随压力的增加而上升。如在齿轮的齿面压延时的辊筒面等，润滑油所承受的压力从数千千帕到10 万千帕。般润滑油的粘度-
