潤滑油品在摩擦部件中起著降低摩擦和磨損的重要作用,被譽為“機械運轉血液”。設備的正常運轉和使用壽命,在很大程度上取決于潤滑的效能和潤滑油品質的優劣。
然而,在機械的使用過程以及長期的儲存中,潤滑油品多數會與空氣接觸,難以避免會與氧發生作用而出現氧化現象,致使質量下降而影響其工作效能。
潤滑油氧化及其危害
潤滑油烴成分的氧化變質與多種因素有關。它除了受烴成分類型和抗氧能力因素的影響外,還與外部工作條件因素如溫度、空氣接觸程度、金屬和水分等相關。其中,最顯著的影響因素是溫度,在一般的氧化條件下,當溫度每升高10℃時,其氧化速度約升高l倍。因此,在現代發動機中,尤其是航空渦輪發動機中,為提高發動機的熱效率,增大推重比,降低耗油率,發動機的渦輪前燃氣溫度不斷提高,油品的工作條件越來越苛刻,發動機的高溫狀況對潤滑油的耐熱性,也包括機件材料的耐熱性提出了更高的要求。
抗氧類添加劑及作用
由上述分析,潤滑油的氧化特征及影響可歸結為3點:一是氧化的起因緣于自由基的產生;二是氧化過程中過氧化物會加快氧化反應速度;三是氧化結果產物膠質、瀝青質和積炭對使用帶來嚴重影響。對此,減緩氧化和減輕氧化的影響,從潤滑油性能添加劑方面可從自由基的捕獲、過氧化物的分解、氧化產物的清除三個方面著手。
1.抗氧防膠劑(自由基捕獲劑)
抗氧防膠劑的功能是與自由基作用,使之失去話性而阻止氧化。這類添加劑主要類型有酚類、胺類、酚胺類以及硼酸酯等化合物。
抗氧防膠劑的作用機理是可提供活潑的氫原子,并在提供氫原子后所形成的自由基以穩定狀態存在。例如,廣泛應用的酚型抗氧劑2,6一二叔丁基對甲酚,分子結構中含有活潑的氫原子,可提供能量使自由基飽和而自身生成抗氧自由基,由于酚所形成自由基的缺電子狀態可由芳香環上的共軛電子所緩解,因此,它的結構穩定,而不再與其它成分發生反應,起到捕獲自由基,中斷自由基傳遞的作用。
2.抗氧防腐劑(過氧化物分解劑)
抗氧防腐劑的功能是分解過氧化物,減少其含量而延緩氧化分支。這類添加劑除了抗氧作用外,多數還有防止金屬腐蝕作用。
抗氧防腐劑主要品種有二烷基二硫代磷酸鹽(MDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸鹽(MDDC)。
二烷基二硫代磷酸鹽(MDDP)
二烷基二硫代磷酸鹽(MDDP)屬于過氧化物分解劑,功能上包括抗氧、抗腐和一定的極壓抗磨性能。它在熱分解中生成的硫磷酸酯及其二硫化物和三硫化物,具有分解過氧化物的能力,分解方向是相應烷基 結構的醇類和醛類等。這類抗氧劑主要用于內燃機油中,使用溫度較高,熱分解溫度為160"C~180"C。
二烷基二硫代氨基甲酸鹽
二烷基二硫代氨基甲酸鹽又名氨荒酸鹽,主要用于內燃機油和航空活塞發動機潤滑油中,特別是在帶有鍍銀軸承的發動機用潤滑油中可代替MDDP,以避免因MDDP不穩定分解析出活性硫對銀軸承帶來腐 蝕。另外,這類化合物的耐高溫性能優于MDDP,熱分解溫度高出50℃~60℃,用于酯類合成油中可耐280~C高溫,是航空潤滑油中一種較理想的抗氧添加劑。
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