在上节提到的试验方法中,广泛使用的生物降解性试验方法是由CEC(欧洲协作委员会)发布的CEC L-33-T-93,它可以用于评定多种润滑油,但是,它不能反映出降解产物的生态毒性。
关于生态毒性,对动物毒性影响的评价方法有TM试验方法和Rainbow Trout Bioassay方法,对植物影响的评价方法有植物毒性试验。
当然,受专业的限制,本人对于毒性试验和生物降解试验也是不甚了了。举个简单的例子。在食品加工行业中,有相当数量的润滑油品用在直接或间接与食物相接触的工艺中。矿物型的食品级白油是需要的,但毕竟是矿物油,它的降解、它的生态毒性是不得不面对的问题。这里,植物油是理想不过的选择。可由于氧化安定性和热安定性的原因,又不得不使用合成油作为折中的方案。
还有一种情况,比如聚苯乙烯,是经常用于食品包装的,而生产聚苯乙烯的工艺,是需要加入内部润滑剂和填充剂的,一般也是使用食品级矿物型白油,如若考虑到环境友好的问题,也同样是植物油,同样还是工艺过程的过高的温度,最终还是要转向合成油。
可见,在我们将要讨论下面的环境友好的内容的时候,合成油,是我们无法回避的话题。
当然,环境友好润滑油,一样也是由添加剂和基础油两大部分构成。
绿色油品的添加剂应该是可降解、无毒,或至少不妨碍基础油的生物降解性。即①改善润滑油的性能。②符合生态要求,低毒性、低污染、可生物降解。
德国“蓝色天使”(BLUE ANGEL)组织规定润滑剂添加剂:
1、无致癌物。
2、无致基因诱变、畸变物。
3、不含氯和亚硝酸盐。
4、不含金属(Ca除外)。
5、水污染级别不大于1(德国化学法)。
不同的基础油对添加剂的感受性不一样,二者的生物降解性也没有加合性。由于植物油或合成酯的结构具有较强的极性,与添加剂在摩擦表面形成竞争吸附,所以相对来说,较之于矿物油,绿色油品的添加剂的添加量相对较大。比如已有研究表明,含Zn抗磨剂、清净分散剂和金属钝化剂对植物油生物降解率的负面影响比较显著,而某些含P和N的添加剂则有利于微生物的生长和繁殖,可提高生物降解性。
另外,专用磺酸盐、琥珀酸衍生物或无灰磺酸盐可用于防腐蚀剂。无灰杂环类添加剂是一类很好的多功能润滑油添加剂,预计其在绿色润滑油中将有良好的应用前景。
基础油:除去矿物油,能应用于绿色油品的基础油主要有四类,不用多解释,最理想结果的当属植物油,以及合成酯、聚醚和聚烯烃。可惜,植物油的氧化安定性差,使直接应用植物油受到了极大的限制。
植物油,通常用于润滑剂的,不外乎大豆油、棕榈油、菜子油、葵花籽油、棉籽油。它们的主要成分,是脂肪酸甘油酯(甘油三酸酯):
(待续)
李云鹏,1987年毕业于南开大学元素有机化学研究所,理学硕士,曾师从著名化学家杨石先教授。原石油化工科学研究院高级工程师,硕士生导师。现任惠华科技有限公司副总经理、总工程师。长期致力于润滑油剂尤其是工业油剂的研发,为提升国内润滑油行业技术水平做了大量工作。