常用润滑油添加剂的作用机理

       随着工业技术的发展，现代设备所要求的高速度、高性能、高自动化、高效率和长寿命，在润滑方面单纯用矿物油润滑材料已难以满足。在润滑材料中加入少量其他物质就能改善其性能，赋予它新的特性。这些物质叫做润滑油的添加剂。

        润滑油添加剂按作用可分为清净分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂和金属减活剂、黏度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂等分组，下面来介绍常用润滑油添加剂的作用机理。

一、清净分散剂

        清净分散剂包括清净剂和分散剂两类。主要用于内燃机油（汽机油、柴机油、铁路内燃机车用油、二冲程汽机油和船用发动机油）。其主要作用是使发动机内部保持清洁，使生成的不溶性物质呈胶体悬浮状态，不致于进一步形成积碳、漆膜或油泥。具体说来，其作用可分为酸中和、增溶、分散和洗涤等四方面。

        1）酸中和作用：清净分散剂一般都有一定的碱性，有的甚至是高碱性，它可以中和润滑油氧化生成的有机酸和无机酸，阻止其进一步缩合，因而使漆膜减少，同时还可以防止这些酸性物质对发动机部件的腐蚀。

        2）增溶作用：清净分散剂都是一些表面活性剂，它能将本来在油中不能溶解的固体或液体物质增溶于由5-20个表面活性剂分子集合而成的胶束中心，在使用过程中，它将含有羟基、羰基、羧基的含氧化合物、含有硝基化合物、水分等，增溶到胶束中，形成胶体，防止进一步氧化与缩合，减少在发动机部件上有害沉积物的形成与聚集。

        3）分散作用：能吸附已经生成的积碳和漆膜等固体小颗粒，使之成为一种胶体溶液状态分散在油中，阻止这些物质进一步凝聚成大颗粒而黏附在机件上，或沉积为油泥。

        4）洗涤作用：能将已经吸附在部件表面上的漆膜和积碳洗涤下来，分散在油中，使发动机和金属表面保持清洁。

清净分散剂的结构，基本上是由亲油、极性和亲水三个基团组成，由于结构的不同，导致清净分散剂的性能有所不同，一般来说，有灰添加剂的清净性较好，无灰添加剂的分散性突出。

        清净分散剂的典型代表有磺酸盐、烷基酚盐、水杨酸盐、丁二酰亚胺、丁二酸酯和聚合物。前三种也称有灰清净分散剂，后三种称无灰清净分散剂。       二、抗氧剂

       抗氧剂和抗氧抗腐剂可以抑制油品氧化，主要用于工业润滑油、内燃机和工艺用油等。
       抗氧剂按其作用原理可分为二种类型：1）链反应终止剂；2）过氧化物分解剂。常用的屏蔽酚型和胺型化合物抗氧剂，属于链反应终止剂，可以和过氧化基（ROO.）生成稳定的产物（ROOH或ROOA），从而防止润滑油中烃类化合物的氧化反应，如2，6酚、4，4亚甲基双酚、α-萘胺、N，N-二仲丁基对苯二胺等。

       过氧化物分解剂能分解油品氧化反应中生成的过氧化物，使链反应不能继续发展而起到抗氧作用；能在热分解过程中产生无机络合物，在金属表面形成保护膜而起到抗腐作用；在极压条件下，在金属表面发生化学反应形成具有承载能力的硫化膜而起到抗磨作用，所以它是多效添加剂。抗氧抗腐剂的主要品种有二烷基二硫代磷酸锌盐（ZDDP）、硫磷烷基锌盐、硫磷丁辛基锌盐及其系列产品。

        酚型和胺型抗氧剂多用于变压器油、工业润滑油、汽轮机油和液压油等。而二烷基二硫代磷酸锌盐等以及其它含硫、磷类或含有机硒类化合物常用于手工业润滑油、内燃机油及工艺用油。但含二硫代磷酸盐的润滑油不适合用于镀银肘节销的内燃机车及润滑发动机的连杆顶部钢套上，二烷基二硫代氨基甲酸盐能满足有镀银部件的机器使用要求。

三、油性和极压抗磨剂

       1）极压抗磨剂是指在高温、高压的边界润滑状态下，能和金属表面形成高熔点化学反应膜，以防止发生熔结、咬粘、刮伤的添加剂。它的作用是在摩擦高温下分解的产物能与金属起反应，生成剪切应力和熔点都比纯金属低的化合物，从而防止接触表面咬合和焊熔，有效地保护金属表面。极压抗磨剂主要用于工业齿轮油、液压油、导轨油、切削油等有极压要求的润滑油中，以提高油品的极压抗磨性能。

       2）凡是能使润滑油增加油膜强度，减小摩擦系数，提高抗磨损能力，降低运动部件之间的摩擦和磨损的添加剂都叫油性剂。

四、粘度指数改进剂

       粘度指数改进剂又称增粘剂或粘度剂，其产量仅次于清净分散剂。粘度指数改进剂是油溶性的链状高分子聚合物，其分子量由几万到几百万大小不等。

粘度指数改进剂溶解在润滑油中，在低温时它们以丝卷状存在，对润滑油的粘度影响不大，随着润滑油温度升高，丝卷伸张，有效容积增大，对润滑油流动阻力增大，导致润滑油的粘度相对显著增大。

五、降凝剂

       油品温度下降到一定程度后，就要失去流动性而凝固，降凝剂的作用主要是降低油品的凝固点，并保证油品在低温下能够流动。油中含有蜡，在低温下，高熔点的石蜡烃，常以针状或片状结晶析出，并相互联结成立体网络结构，形成结晶骨架，将低熔点油吸附并包围其中，尤如吸水的海绵，致使整个油品丧失流动性。降凝剂有吸附和共晶两个作用，降凝剂虽不能阻止蜡晶的析出，但可以改变蜡的结构。

六、防锈剂

        防锈剂的作用是在金属表面形成牢固的吸附膜，以抑制氧及水特别是水对金属表面的接触，使金属不致锈蚀。水溶性防锈剂主要有：亚硝酸钠、重铬酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二铵、苯甲酸钠、三乙醇胺等。防锈剂主要用于工业润滑油和金属加工冷却润滑液、金属防护油等。

七、抗乳化剂

        油品在使用过程中会受到水的污染，如机械设备漏水、为了冷却加工件而必须喷淋大量冷却水等情况，均会在油中进入一定水分，这就要求油品具有一定的分水性和不被水乳化成W/O（水/油）型乳化体。因为润滑油在乳化后或其抗乳化性差，会丧失流动性（W/O型乳化体会使油的粘度成倍地增加）和损失润滑性，也会引起金属腐蚀和磨损。工业齿轮油、汽轮机油、液压油（如含锌盐的油品）均易受水的污染，所以这些油品对抗乳化性能有较高的要求。

造成润滑油分水性差或发生乳化的原因是多方面的：

       1）高粘度油中会含有一些极性组分；

       2）在工业润滑油中加有各种添加剂，特别是清净分散剂、防锈剂、极压抗磨剂，这些添加剂大部分均属表面活性剂，加入后要降低油品的抗乳化性；

       3）油品在使用中被氧化生成了羧酸等易乳化的化合物，使油抗乳化性变差。

八、抗泡沫剂

        抗泡剂的作用是抑制泡沫的产生，以免形成稳定的泡沫，它能吸附在泡膜上，形成不安定的膜，从而达到破坏泡沫的目的。最常用的抗泡剂是甲基硅油抗泡剂。它不溶于油，通过胶体磨等手段使之呈高度分散状态而分布于油中。它的用量一般为1-100ppm。另外还有一种非硅抗泡剂，属于聚丙烯酸酯型的高分子酯。它和硅油相比，能有效地改善油品的空气释放性。

九、复合添加剂

       随着油品质量等级的提高，功能添加剂也逐渐由单剂向复合剂转变。复合添加剂的性能不仅要靠添加剂单剂质量的提高，还要通过添加剂复合规律研究确定添加剂相互协合作用的本质，以获得综合性能最佳的复合剂。使用复合添加剂可以减化配方筛选的难度，降低润滑油生产的成本并且稳定油品生产质量。现在，复合添加剂在润滑油中的地位愈来愈重要。

       复合添加剂的种类有：发动机油复合剂、齿轮油复合剂、液压油复合剂、工业润滑油复合剂等。