润滑剂的润滑性

    润滑概念的产生源自于摩擦磨损，润滑是减少摩擦磨损的主要手段。因此，润滑油、润滑脂以及一切润滑剂的最重要性能就是它的润滑性。

1  润滑剂润滑性的表现

    润滑剂的润滑性表现为油性（Oilness）、抗磨性（Antiwear property）和极压性（Extieme Pressre）。

    润滑油的油性是指润滑油在金属表面的吸附能力。油性添加剂加入油中，能在金属表面形成定向吸附膜，从而改善摩擦性能。

    润滑油的抗磨性是指润滑油在轻负荷或中等负荷条件下，即在流体润滑和混合润滑状态下，能在摩擦表面形成薄膜，防止磨损的能力。

    润滑油的极压性；是指润滑油在低速高负荷或高速冲击负荷下，即在边界润滑条件下，防止摩擦面发生擦伤和烧结的能力。

    润滑油的油性、抗磨性和极压性在润滑油的使用过程中各司其职，互相协调。                                               

    通常液体润滑存在流体动力润滑、弹性流体润滑、边界润滑、以及极压状态下的润滑等四种情况。

1） 流体动力润滑：全部摩擦是通过剪切液体润滑膜产生的，通俗地讲就是当摩擦表面被润滑油完全隔开，表面凸起点不直接接触，这种润滑状态叫做流体动力润滑。它比较适合载荷不太高的场合。

2） 弹性流体润滑：对于高载荷的摩擦副作相对运动时，其摩擦状况和油膜厚度是由两物体的弹性和润滑油的粘度结合决定的。此润滑状态称作弹性流体润滑。齿轮润滑的部分情况就属此例。

3） 边界润滑：低速高压时，流体润滑范围内油膜降到最小值，需靠边界润滑起作用，此时油中的油性剂定向形成吸附膜，摩擦发生在吸附分子的最外层，这种吸附膜为物理吸附，是可逆的，高温时会脱附。例如某齿轮油运行时处于高温和高压条件，；当温度相对低时齿轮油中的油性剂，能在金属表面形成定向吸附膜，起到降低摩擦系数，改善摩擦性能的作用。当温度提升到相对高时，油性剂形成的吸附膜（物理的）会发生脱附现象，并失效。

4） 极压润滑：再好的油性剂在高温下也会因脱附而失效，此时金属摩擦副之间处于边界摩擦状态。借助油中的极压剂能在高温高压下与金属表面反应，生成防止金属间直接接触的无机化学膜的功能，替代已然失效的吸附膜，而继续起到改善摩擦性能的作用。需要注意的是，极压剂必须能与金属反应，但不宜太活泼，因为太活泼会引起金属腐蚀。只有在可能发生胶合、烧结的金属表面温度很高时才能发生极压剂与金属反应形成化学极压膜，相对低温时，则由油性剂产生的吸附膜起作用。

    另外，上述四种润滑状态一般来说是同时存在的，即所谓的混合润滑。

           2 关于油性剂、抗磨剂和极压剂

    润滑油的油性剂分为二类：1）有机金属化合物，如有机钼、有机铜。 2）无灰型有机化合物， 如有机胺及其衍生物、多元醇。常用的有：（1）脂肪酸、二聚酸，如油酸、硬酯酸、二聚亚油酸。 （2）脂肪醇，如石蜡氧化脂肪醇。（3）脂肪酸皂，如油酸钼、硬酯酸铝。（4）酯类，如油酸丁酯、油酸单甘油酯、油酸环氧酯、硫化动植物油。

        润滑油的极压抗磨剂也分为活性极压抗磨剂和非活性极压抗磨剂二类。

    1）活性极压抗磨剂（能与金属表面发生化学反应生成保护膜）

    氯系化合物：氯化石蜡中的氯元素与金属铁生成氯化亚铁形成保护膜。该系化合物容易水解生成氯化氢，易引起金属腐蚀。它的排放也会造成环境污染。通常用于难加工金属。

    磷系化合物：如磷酸酯首先在铁的表面吸附成有机保护膜。在边界润滑条件下（碳-氧）键断裂，生成亚磷酸铁无机保护膜。前者起抗磨作用，后者起极压作用。该系主要产品有亚磷酸酯、磷酸酯、磷酸酯铵盐、芳基亚磷酸酯、芳基磷酸酯。

    硫系化合物：有机硫化物首先在金属表面吸附成膜，减少金属面之间的摩擦，随着负荷增加，温度升高，硫化物与金属铁反应生成硫醇铁覆盖膜（硫-硫键断裂）起抗磨作用，进而（碳-硫）键断裂，生成硫化铁固体膜起保护作用。硫化铁固体膜没有氯化铁固体膜的层状结构，摩擦系数比氯化铁膜大，但融点高，因此耐热性好。表现为烧结负荷高，但其比较脆，故抗磨性较差。该系主要产品有硫化动植物油、硫代酯、多硫化合物、硫化烯烃、磺酸盐。此类产品味大，影响健康。

     2）非活性极压抗磨剂（通过自身分解产物，沉淀于金属表面形成保护膜）

    含氮极压抗磨剂：含氮化合物通过氮原子的弧对电子与金属原子的空轨络合，也可与金属表面电子外逸后剩下的正电荷结合，形成稳定的表面膜。含氮化合物不含磷、硫和金属。

    含硼化合物：成膜理论为沉积成膜，金属表面渗硼。

    有机金属盐：置换反应生成各种低融点金属膜。主要产品有二烷基二硫代磷酸锌ZDDP、二烷基二硫代磷酸钼MODDP、二烷基二硫代甲酸钼MODTC、环烷酸铅。

    纳米极压抗磨剂：纳米粒子在金属表面形成滚珠层，变滑动摩擦为滚动摩擦，降低摩擦系数，提高润滑性。这就是所谓的“微球轴承理论”。同时纳发展主要有纳米铜、纳米硼和纳米钼等多种纳米混合金属。纳米粒子会沉积在凹坑中，从而起到修补作用，这是“填补理论”。在重载、高温下低融点纳米粒子被压平融化，使已磨损的金属面得以修复。这是纳米粒子的“自修复功能”。该类产品主要有纳米铜、纳米硼和纳米钼等多种纳米混合金属。