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石油添加剂
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磷、磷酸酯与载荷添加剂(八)

2018-01-31 09:45:13

本节,对于含磷载荷添加剂的构效关系做一简要概括,过于专业,也必定会挂一漏万,除了真正的研究人员,可能受众不是很多,但这也是不能不说的话题。业内技术人员,以我现阶段的认识,实在是没有必要跟风去琢磨纳米、石墨烯、量子等等新概念的一些东西,等这些新材料的基础研究达到一定阶段,自然就会有在润滑产品里应用的解决方案,除非对发表论文非常渴望的基础理论研究人员,产业性质的研发,把精力放在琢磨诸如磷化合物及其衍生物的构效关系上,对添加剂的技术进步之推动更为给力一些。毕竟,新材料的应用,也是在它们的基质之上进行修饰,而修饰“剂”,还是离不开这些经典的化合物或者说带有相应官能团的衍生物。

量子润滑油?何为量子?它本身不是一种物质,是组成物质的一种基本单位,并且是不可分割的最小的基本单位,我的理解是它是一种物质的存在状态,它是一个概念,最容易能够让人接受的,就是“光的波粒二象性”。有些概念,经典力学和量子力学还没有定论的时候,应该慎用,尤其是具体在产品方面。

1、亚磷酸二烷基酯的烷基对其相关性能的影响

还是先看其结构:


      假设,R = R´,则(基础油中含1%亚磷酸二烷基酯):



烷基碳数的增长,活性降低,水解安定性和热氧化安定性变好,而四球的大无卡咬负荷PB降低,注意我说的是四球的大无卡咬负荷而没有说是极压抗磨性!

总体上讲,优异的抗磨损性能,强的活性,对齿轮油尤其是车用齿轮油通过台架CRC  L-37 试验是有好处的,但须很好地平衡其水解安定性、磷元素消耗过快等不利因素。这也是各添加剂公司的商业秘密之一。

2、亚磷酸三烷基酯的烷基对其相关性能的影响

亚磷酸三烷基酯属于中性酯,稳定性好。它带来的好处是对黑色金属的腐蚀性变好,也就是油品的使用过程中油泥沉积物变少,水解安定性结果也不错,但是,极压抗磨性明显不如亚磷酸二烷基酯,当烷基的碳数增加到18时,其基础油中含量为1%的时候,大无卡咬负荷已经接近基础油了。

另外,烷基的正构与异构,表现在其空间位阻的作用之大小。异构的烷基的空间障碍的作用,使得吸附膜变得疏松,同时中心的P原子不易受到攻击而反应活性变差,表现在异构烷基时大无卡咬负荷比同碳数的正构烷基的亚磷酸三酯要小。

多说一句:(亚)磷酸酯活性的大小,可以适当设计一个水解试验,一定温度、一定时间的油水混合物,测试最后水层的酸值。

 

(待续)

作者:李云鹏,石油化工科学研究院,教授、高工、研究生导师,1987年南开大学研究生毕业后入职石科院,从事润滑油品及添加剂的研发工作近30年,在国内外学术期刊发表论文70余篇,发明专利15项,所主导研发产品获部级科技一等奖一次,其他奖项若干。




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