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润滑油氧化过程

发布时间:2013-07-31

润滑油氧化过程

 

 

    润滑油在储存和使用过程中,在氧的存在以及受热、光、金属的催化作用,油品分子中结构最不牢的碳氢键收到破坏,发生自由基连锁反应,生成氧化物、过氧化物、水等。而后进一步聚合、缩合,形成胶质、油泥、漆膜等,使润滑油的使用性能变坏,使用寿命缩短。

影响润滑油氧化的

(1)       润滑油的化学组成对氧化的影响

    在润滑油所含的各类烃中,以芳香烃和环烷烃容易氧化。芳香烃氧化后生成酚,而酚是一种抗氧剂,能阻碍别的烃氧化,因而润滑油中芳香烃的含量对其氧化安定性有很大影响。

(2)       温度的影响

    在常温常压下,润滑油氧化过程非常缓慢,所以贮存中的润滑油不易氧化变质。各种机械设备也回产生热量,使运转中的摩擦不问温度升高。当温度上升至50~60时,氧化速度约增加1倍。

(3)       氧的压力影响

    润滑油在使用中要与空气接触,增高氧的压力能加速润滑油的氧化,其氧化反应的速度与压力增加成正比。

(4)       金属与金属盐的影响

    设备中的各种金属材料,如铜、铁等均会起催化作用加速油品的氧化变质,促使润滑油黏度升高,生成酸性物质腐蚀机械部件。特别是铜、铅的影响较大,而金属盐的影响取决于金属盐的例子类型与浓度。

提高润滑油抗氧化性的途径

    目前提高润滑油的抗氧化、抗腐蚀性能途径有两种:一是合理精制,二是添加抗氧抗腐剂。合理精制的目的是出去不饱和烃及含硫、氮的杂环合化物。但是通过精制提高其抗氧化抗腐蚀性能的程度时有限度的,因为在高温条件下,即使稳定的芳烃同样会被氧化,所以必须采取的有效方法是添加抗氧化剂或抗氧抗腐剂,才能提高润滑油抗氧化性能。

   抗氧剂和金属减活剂的作用

    抗氧剂的作用形式

    抗氧剂根据作用机理可分为两种,一种为链反应终止剂,另一种为过氧化物分解剂。自由基链锁反应可分为链的引发、链的传播、链的终止三个过程。所有的抗氧剂都用来阻止润滑油的氧化,并对已氧化部分起切断氧化链锁终止反应的作用。

(1)       链反应终止剂

    这种抗氧剂可停工一个活泼的氢原子给氧化初期生成的活泼自由基,从而生成较稳定化合物,使链反应终止。酚型和胺型化合物属于这类抗氧剂。一般在较低温度下,酚型抗氧剂比胺型抗氧剂的感受性好,而胺型抗氧剂高温下的抗氧效果较为突出。但是胺型抗氧剂有一定的毒性,而且色泽较深。

    酚型抗氧剂由于分解温度较低,使用温度一般最好控制在100一下,故多用于透平油、液压油、变压器油等工业润滑油中。其中以2,6二叔丁基对加分为代表,其加入量约在0.1%~1.0%,若和金属钝化剂负荷使用可以延长油品使用寿命,并减少抗氧剂用量。为了克服分解温度低的缺点,发展了双酚型抗氧剂,分解温度可提高到150~170,茹,4-亚甲基双(2,4-二叔丁基酚)等。

    胺型抗氧剂也属于链锁反应终止剂,有点在于分解温度高,缺点是成本高,毒性大,使用中易变色并生成沉淀而多用于合成油中,其代表品牌有NN-二仲丁基对苯二胺等,被称为高温抗氧剂,其用量少。

(2)       过氧化物分解剂

    过氧化物分解剂能破坏氧化反应中生成的过氧化物,使链反应不能继续你。同时,在氧化过程中能生成分解过氧化物的产物,而能够产物也对氧化起抑制作用从而使稳定性增强。含硫、磷类化合物属于这类抗磨剂。二烷基二硫代氨基甲酸盐类化合物既具有手机自由基的作用,也有过氧化物分解的作用。ADDP在使用过程中能生成分解过氧化物的产权,从而起到终止油品氧化的作用。

金属减活剂的作用

    在油品的氧化过程中,金属离子(特别是FeCuMn)在油中可能产生氧化还原反应,即使含量很低,也能对油品的自动氧化过程中的自由基链反应起加速作用,因此吧技术屏蔽起来对提高油品氧化稳定性有利。这类抗氧剂,如噻二唑、苯三唑机器衍生物,能与金属离子形成络合物,防止金属参与氧化反应,当与其他抗氧剂一起使用时,能现实出特别强的增效作用。

    金属离子对油品有着催化氧化作用,故为了提高油品的抗氧能力,处理加抗氧剂外,还需加金属减活剂或金属钝化剂。油中溶解的金属离子的存在加速了氧化反应的进行。金属减活剂是有含SPN或其他一些非金属元素组成的化合物。其作用在于与金属离子生成螯合物,或在金属表面生成保护膜,从而阻止金属变成离子进图油中,这样不仅减弱或抑制了金属及其离子对氧化的催化作用,成为有效的抗氧剂,同时也是铜腐蚀抑制剂、抗膜剂和防锈剂。因此,在各种有品种都得到广泛的应用。

    人们普遍认为金属减活剂的作用机理有两种:一种为成膜型,即在金属表面生成化学膜,组阻止金属变为离子进入油中,减弱其对油品所产生的催化氧化作用。这种化学膜还有保护金属表面的作用,能防止活性硫、有机酸等对金属表面的腐蚀;另一种是络合作用,能与金属离子络合,对金属离子产生掩蔽作用。