润滑油生物降解促进剂：化学设计与应用基础

近几十年来,可生物降解润滑油的发展在世界范围内方兴未艾,并已成为绿色化学和绿色工程领域的一个特殊分支。矿物润滑油的生物降解性差,增强其生物降解性尤显重要。作者提出了生物降解促进剂的新概念,旨在通过在矿物润滑油中加入生物降解促进剂,激励润滑油生物降解,实现润滑油污染环境的原位生物修复。本文主要从三个方面总结了作者近几年在润滑油生物降解促进剂的化学设计与应用基础方面的研究成果。首先,根据烃类化合物污染环境生物修复的一般原理,实施了润滑油生物降解促进剂的化学设计;其次,通过生物降解性评价、降解菌群分析和生物降解动力学模型分析等方法,研究了生物降解促进剂提高矿物润滑油生物降解的性能与机制;最后,通过摩擦磨损试验和氧化试验等,研究了生物降解促进剂对润滑油的润滑性和氧化安定性等重要性能的影响。研究表明,月桂酰基谷氨酸、油酰基甘氨酸、油酸二乙醇酰胺磷酸酯和月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯等含氮和（或）含磷的生物降解促进剂,可显著促进矿物润滑油生物降解,原因在于生物降解促进剂可加速微生物生长,并降低油-水界面张力。在环境土壤中,矿物润滑油的生物降解遵循指数降解动力学规律,生物降解促进剂有效提高了矿物润滑油的生物降解速率。此外,所设计的润滑油生物降解促进剂还具有优越的抗摩减磨性能和抗氧化性能。生物降解促进剂有望成为具有良好应用前景的新型多效润滑油添加剂。     

润滑油的生物降解性能与其结构及组成的关系

润滑油是重要的石化产品之一,在工业及民用等多种行业中有着极为广阔物应用。但它极易流入环境,对环境构成在危害。世界上一些国家已立法禁止在环境敏感地区使用生物降解性能不合要求的润滑油。因此,对润滑油的生物降解性能进行研究有着极为重要的意义。参考欧共体ＣＥＣ－Ｌ－３３－Ａ－９３标准,建立了适合我国钐的润滑油“生物降解能力”评定方法,测定了合成酯类、天然植物油、烷基苯、白油、聚α烯烃油、合成烃油、矿物油、     

润滑油生物降解性快速测定方法的研究

建立了基于 CO2生成量的润滑油生物降解性能快速测定方法,运用该方法对多种基础油和有毒化学品的生物降解性能进行了评定.结果表明,所建立的方法具有良好的重复性、区分性及与现行测定方法的相关性.通过对润滑油生物降解性能的分析,提出了生物降解性指数(BDI)的新概念,根据 BDI 将润滑油的生物降解性分为3个等级 BDI>80%易生物降解,60%<BDI<80%可生物降解,BDI<60%难生物降解.用生物降解性指数可较好地表示出润滑油的生物降解性能和对这些物质的生物降解难易程度进行分级.     

植物油作为润滑油的研究进展

环境友好润滑油既能满足设备的使用要求,又能在短时间内被生物降解,具有良好的生态效应。植物油润滑性好,与添加剂的相容性好,具有可再生性及可生物降解性,不污染环境,是矿物润滑油的替代品,可作为环境友好润滑油。但植物油的氧化安定性差,易水解,这些缺陷限制了植物油直接作为润滑油使用。可以用添加剂改性,化学改性以及生物改性等方法来提高植物油的氧化安定性及水解安定性。随着对环保意识的不断提高和对可再生资源的高度重视,植物油润滑油的优势正在日益显现。     

美国生物基润滑油发展状况

<正>使用生物基润滑油具有如下优点:环境友好,可生物降解,对海洋生物毒性较低,不会在生物体内聚集等。而且生物基润滑油具有高黏度指数,意味着有较好的低温流动性,可以节省燃料。并且生物基润滑油具有低挥发性,美国自由女神像的升降电梯就是采用低挥发性的生物基液压油操作的。最近,美国政府和欧盟相继颁布法案,对生物润滑剂进行认证,分类,希望促进生物润滑油的销售,鼓励企业优先购     

生物降解液压油的研究

介绍了润滑油基础油和添加剂生物降解性能的评定方法，对一些基础油和添加剂进行了生物降解率的测定。研制了在市场上有一定竞争力的3种生物降解液压油。     

植物油制备润滑油添加剂的研究进展

传统石油基润滑油添加剂对生态环境的不利影响,使得由植物油制备的可生物降解润滑油添加剂成为研究热点。介绍了植物油用作润滑油添加剂的优势和不足,总结了国内外科研工作者通过引入硫、磷等化学元素,环氧化,环状碳酸化和聚合等方法,对植物油进行化学改性与修饰,以提高其抗磨、减摩、抗氧化、增黏、降凝等性能。讨论了由植物油制备润滑油添加剂研发中尚存的问题,认为由植物油经过化学改性与修饰制备的环状碳酸酯型和多功能的聚合型润滑油添加剂是未来发展方向。     

可生物降解润滑油与绿色添加剂

可生物降解润滑油又称为环境友好型或环境兼容型润滑油。它主要是指润滑油必须满足机器工况的要求（即拥有良好的使用性能）．且润滑油及其耗损产物对生态不造成危害．或在一定程度上为环境所兼容（即符合生态效应的要求）。按照德国“BlueAngel”计划中对可生物降解润滑剂的定义．生态效应内容包括以下门个部分：     

生物降解润滑油的现状及发展趋势

随着人类对赖以生存的环境保护要求日益提高，生物降解润滑油的使用趋势正在逐渐增加。就国内外生物降解润滑油的发展状况，通过对生物降解润滑基础油及其适用的添加剂进行了综述，从其生物降解性能的角度介绍生物降解润滑油的研究进展、润滑油生物降解性及生态毒性的试验方法，指出了现行的生物降解润滑油的研究方向，并对克拉玛依石化公司将来的产品发展趋势进行了展望。     

合成型基础油及其工业应用

合成基础油的概述 延长油品使用寿命的要求和对润滑油产品经济性的要求，以及极端操作条件如超低温、超高温、耐辐射、阻燃．可生物降解等情况下，传统的石油基型润滑油就可能不起作用．或不是最佳选择，此时需要选用合成型润滑油，这类润滑油选用合成型基础油作为主要原料，该类基础油通常被称为合成油。     

化学改性餐饮废油制备双酯衍生物作为矿物基润滑油基础油的替代品

In order to provide a new way for waste cooking oil(WCO) resource utilization, several diester derivatives were obtained from WCO through a three-step chemical modifications, viz.: transesterification, epoxidation and oxirane ring opening with carboxylic acids. The effects of the chain length of side chain groups on the viscosity, acid value, low temperature fluidity, thermo-oxidative stability, tribological properties and surface tension of diester derivatives were investigated. The results showed that increasing the chain length of side chain groups had a positive influence on the viscosity, viscosity index, acid value, pour point, friction coefficient and wear scar diameter along with a negative influence on the oxidation onset temperature, volatile loss, insoluble deposit, maximum non-seizure load and surface tension. These diester derivatives exhibited improved physicochemical and tribological properties that make themselves promising environmentally friendly biolubricant basestocks.     

利用组合工艺基础油开发低成本汽油机油产品

利用溶剂精制和中压加氢处理等组合工艺生产的Ⅱ类基础油比常规溶剂精制基础油粘度指数高，蒸发损失低，氧化安定性及低温流动性好。根据此种基础油的特点，研制了粘度等级10W／30、加剂量4．7％的SF级汽油机油，通过了标准发动机台架评定，符合10W／30SF汽油机油技术指标要求。     

发动机炭烟微粒对机油润滑特性的影响

为了研究发动机炭烟微粒对发动机油的润滑特性影响,文章采用炭黑替代发动机炭烟微粒,分别添加在32#机械油和CD15W-40柴油机油中。通过四球摩擦磨损试验机研究不同炭黑添加量对油品抗磨减摩特性的影响。结果表明：炭黑的团聚影响润滑油的黏度,使摩擦系数升高,并充当第三体磨粒磨损的角色。同时,由于炭黑和抗磨剂极性分子的竞争吸附,影响了CD15W-40机油的抗磨性。随着炭黑添加量增加,32#机械油的钢球磨斑直径有减小的趋势,而CD 15W-40油的钢球磨斑直径有增大的趋势;随着炭黑添加量增加,32#机械油的钢球摩擦系数有增大的趋势,而CD 15W-40油的钢球摩擦系数有减小的趋势。通过扫描电镜可推测炭黑阻碍了边界膜的形成。     

减速顶对液压油的性能要求

减速顶是铁路编组站驼峰调速系统中的重要组成部分,其对润滑油品的黏温性能和抗氧化性能要求很高,同时还要求油品具有优异的抗磨性能.文章结合其特殊结构、工况及当前用油性能的基本分析,阐述了其对油品的特殊需求.     

N-油酰基丙氨酸润滑添加剂的性能研究

 将油酸酰氯和丙氨酸在碱性溶液中反应制备N-油酰基丙氨酸. 考察了N-油酰基丙氨酸作为润滑油添加剂对HVI350矿物基础油的生物降解性能的影响, 并采用四球摩擦磨损试验考察了N-油酰基丙氨酸在HVI350矿物基础油中的摩擦磨损性能. 结果表明, N-油酰基丙氨酸作为矿物油添加剂能大大提高矿物油生物降解性, 表现出一定的抗磨减摩性能, 并且具有优良的抗腐蚀性和防锈性, 是一种环境友好型的多功能润滑油添加剂.     

合成烃类航空润滑油高温金属催化氧化研究

利用高温氧化加速实验装置,以金属Cu、Fe作催化剂,研究合成烃类航空润滑油在温度为180,200,230,250,300 ℃条件下的氧化反应,测定反应后油品的运动黏度、酸值及倾点,并结合二元相关方法计算三者间的相关系数,利用GC/MS对其组成进行分析。结果表明：油品的运动黏度与酸值、运动黏度与倾点的关系为高度负相关性,酸值与倾点的关系为高度正相关性;正构烷烃、异构烷烃、烯烃以及其它化合物的相对含量与氧化后油品的酸值及倾点的变化具有高度正相关性,但与运动黏度的变化呈高度负相关性;己二酸二异辛酯及抗氧剂的相对含量与氧化后油品的酸值及倾点的变化具有高度的负相关性,而与运动黏度的变化呈高度正相关性。     

无溶剂体系下复合酯类润滑基础油的合成及性能

以三羟甲基丙烷、二元羧酸、单元脂肪酸为原料,在无溶剂条件下合成了三类复合酯类润滑基础油,以庚酸酯类复合酯合成为基础,考察了反应温度、真空度、反应时间和摩尔比例对酯化合成的影响,并对产品物理性能进行了测试分析,结果表明:此复合酯类润滑基础油在黏度指数、闪点、倾点及氧化安定性方面均表现出优良的性能,是一类性能优异的润滑基础油。     

基于指数速率模型的润滑油生物降解动力学研究

对矿物润滑油(简称润滑油)和含月桂酰基丙氨酸的润滑油在土壤中的生物降解性进行了研究,采用指数速率模型对两种润滑油的生物降解动力学方程进行了回归拟合。实验结果表明,加入月桂酰基丙氨酸可加快润滑油的生物降解速率,与不加月桂酰基丙氨酸相比,生物降解率从26%提高至36%;润滑油的生物降解符合一级反应动力学规律,润滑油降解速率常数为0.0155mg/(g.d),半衰期为44.7d;含月桂酰基丙氨酸的润滑油的降解速率常数为0.0216mg/(g.d),半衰期为32.1d;F检验结果表明,用一级反应动力学模型描述润滑油生物降解动力学是合理的。     

受阻酚衍生物多功能润滑添加剂的制备及性能研究

通过酯交换反应制备了受阻酚类多功能润滑添加剂。采用SRV试验机与四球试验机对其减摩抗磨以及极压性能进行了研究,采用旋转氧弹试验研究了其抗氧化性能。试验结果表明,所制备的添加剂具有优异的极压抗磨与减摩性能,可显著提高润滑体系的摩擦学性能,同时该添加剂还具有良好的抗氧化性能,是一种高效多功能润滑添加剂。