植物油具有①无毒,②极好的生物降解性,③可再生性,④好的润滑性,⑤高粘度指数,⑥成本比合成油低等优点。
但植物油①水解安定性及低温性能差,②起泡多,③过滤性差,④尤其是氧化安定性差。
植物油主要由脂肪酸三甘油酯组成,还有少量游离脂肪酸和部分甘油酯、0.1%~0.5%的磷脂、微量的甾醇类、生育酚和维生素E。
由于植物油中的甘油酯基易水解,使它具有较强的生物降解能力。酯基链中的不饱和双键对高温敏感而易造成氧化,这是植物油氧化安定性较差的一个原因。
植物油的酸组成(%)
一般来说,亚麻酸和亚油酸含量越低,油酸含量越高,油品的氧化稳定性越好。高油酸的单不饱和酸含量多。不饱和酸含量少的植物油,比一般植物油的氧化稳定性要好。
可作为绿色润滑油的植物油主要有蓖麻籽油、橄榄油、菜籽油、大豆油、棕榈油等。菜籽油具有相对较高的氧化稳定性,而且我国菜籽油产量占世界第一,因此选择低芥酸菜籽油作基础油,是较为现实的途径。
研究认为加入一般的抗氧剂难以改善植物油氧化安定性,可通过精制和化学改质来提高植物油的氧化稳定性,改性方法主要有①氢化,②酯交换等,其主要目的是减少植物油的双键含量。
说起酯交换,前已提及,植物油就是脂肪酸的三甘油酯,即丙三醇与脂肪酸形成的酯。如果把酯中的脂肪酸(交)换成硝酸,则成甘油硝酸酯,也称硝酸甘油,它是一种炸药,也是一种有效的心脏病急救药物。
再则,把酯中的丙三醇以甲醇或乙醇替代,成为相应的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯,这就是我们所说的生物柴油。亦即,生物柴油是一种脂肪酸的短链酯,与我们熟知的柴油是烃类物质是完全不同的。
(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。