为满足机械高、低温运转对粘度的要求，润滑油需要通过提高粘度指数改进粘温性能。润滑油的粘度指数是随其分子平均长度的增加而上升的，向润滑油中加入粘度指数改进剂主要是使润滑油中的较长的分子增加。因此作为粘度指数改进剂一般都是分子构造很长的、分子量由几万到一百多万的油溶性的高分子聚合物。

    虽然油溶性的链状高分子化合物都应可用作粘度指数改进（Viscosity Index Improver）剂或粘度改进（Viscosity Modifier）剂，但考虑到经济性和实际使用方面的特点，所以在用的不过有限数种。其中聚甲基丙烯酸酯（PMA）和聚异丁烯（PIB）是上世纪五十年代最早广泛使用的增粘剂，皆因它们的应用而发展了低温起动性好，高温又能保持适当粘度的多级发动机润滑油。之后，随着发动机向高速大功率发展六十年代又开发了剪切稳定性好，增粘能力强的!新型粘度指数改进剂乙烯－丙烯共聚物（OCP或EPC）和氢化苯乙烯－双烯共聚物（HSD），七十年代又推出具有分散性的分散型粘度指数改进剂（DEPC或DOPC）。我国生产粘度指数改进剂已有较长历史，於1957年正式生产聚正丁基乙烯基醚（维尼波尔  T601），1965年和1970年先后开发了聚甲基丙烯酸酯（T602）和聚异丁烯（T603），1983年研制成功乙烯/丙烯共聚物（T611）。

    为了方便使用，该类添加剂通常用润滑油稀释为5～30％的浓缩物付用。

   【粘度指数改进剂的效能】

    粘度指数改进剂具有改进油品粘温性能、提高粘度指数的功能，其主要原因在于：粘指改进剂的高分子线圈在高温下呈伸展状、在低温下呈收缩状。这种线圈形态的变化，使其在高温下的增粘能力大，低温下增粘能力小，从而改善了油品的粘温性能。在应用粘度指数改进剂时，一般采用粘度和凝点较低的基础油。

    粘度指数改进剂主要用於内燃机油，但在齿轮油、液压油、自动传动液（ATF）、数控机械油（NC）、减震油等方面也获得广泛应用。使用粘度指数改进剂可获得如下效能。

    ⒈改善粘温性能。  粘温曲线平滑可同时满足多粘度级别的要求；良好的低温起动性和高温润滑能力，四季通用。

    ⒉降低燃料和润滑油的消耗。   据报导，与同粘度等极的单级油（如SAE 10W/30与SAE 30）相比，润滑油消耗可降低2.7％，而燃料油耗可降低3～5％。    

    ⒊简化用油品种，实现油品通用化。

   【粘度指数改进剂的使用性能】

    一种好的粘度指数改进剂，不仅要求增粘能力高，剪切稳定性好，同时还要求具有良好的低温性能和热氧化安定性。但迄今还没有一种粘指改进剂能满足上述全部要求。

    增粘能力    市售粘度指数改进剂的增粘能力顺序为：

    苯乙烯－双烯共聚物≈乙烯－丙烯共聚物＞聚异丁烯＞聚甲基丙烯酸酯

    多级油中粘指改进剂的含量最好不要超过1 ％，否则对油品的高温清净性有明显影响。粘指剂的增粘能力强，用量少，则有利于油品的高温清净性。

    剪切稳定性    直接影响多级油的粘度级别稳定性。剪切稳定性差的粘指改进剂，由于其高分子在剪切应力作用下主链断裂，分子量降低，从而对磨损、油耗等产生系列影响。剪切稳定性与粘指改进剂的聚合度（分子量）、分子量分布（分散度）、高分子在溶液中的流体力学体积有关。乙烯－丙烯共聚物（EPC）剪切稳定性较好。

    热氧化安定性    粘指剂在实际使用中要经受高温氧化，热氧化分解会导致粘度下降、酸值增高，环槽积炭增多、粘环等系列问题。聚甲基丙烯酸酯的热氧化安定性较好。

    低温性能     粘指剂的低温性能是指其对多级油低温性能的影响。多级内燃机油的低温启动性和低温泵送性取决於在其使用温度下和剪切条件下的粘度，而后者则与所用粘度指数改进剂有着密切关联。聚甲基丙烯酸酯的低温性能表现最好。

   【关於聚甲基丙烯酸酯（PMA）粘指改进剂】

    系采用不同碳数的甲基丙烯酸酯单体，在引发剂（如苯甲酰过氧化物或偶氮二异丁腈）和分子量调节剂（硫醇）存在下，在溶剂（如甲苯或其它烃类溶剂）中通过溶液聚合制备。甲基丙烯酸单体是通过甲基丙烯酸用高碳醇直接酯化或由甲基丙烯酸甲酯与高碳醇进行酯交换制得。高碳醇有用椰子油醇或石蜡氧化加氢醇等。

    聚甲基丙烯酸酯的侧链烷基（R-）的结构对其性能有较大的影响。改变R基的平均碳数、碳数分布和聚合物的平均分子量，可以得到一系列用于不同目的的增粘剂、增粘－降凝剂或降凝剂。作为增粘剂烷基的平均碳数为8～10，降凝剂或增粘－降凝双效剂的烷基平均碳数为12～14。与含氮极性单体共聚则兼有一定的分散作用，在多级油中可因此降低无灰分散剂的用量。

    用於配制多级内燃机油的PMA，分子量一般在15万左右，分子量较低为2～3万的PMA可用于各种液压油、多级齿轮油、减震油、自动传动液和数控机床油等。PMA的增粘能力和剪切稳定性较差，故不适合单独配制多级柴油机油，但因其低温性能好，较适合配制低粘度级别的多级汽油机油。