技术讲座，聚醚润滑剂（四）2.4润滑性能聚醚润滑剂因具有极性，几乎在所有润滑状态下能形成粘附性强、承载能力大的稳定润滑膜。在弹性流体动力范围内，粘压系数低，偶极矩篼的聚醚润滑剂与相同粘度的矿物油、聚a-烯烃和双酯相比，其润滑性能较好，但比多元醇酯和磷酸酯要差。
聚醚的润滑性能主要由粘度决定，其润滑性能是随粘度的增加而提高。篼分子聚醚具有很强的抗剪切能力，在摩擦面上不会因分子被剪断而导致粘度下降。S.Kussi曾用AlmenWieland试验机、Reichert摩擦磨损试验机、FZG齿轮试验机、蜗轮齿轮试验机和滚动轴承试验机对表16的聚醚进行了润滑性研究。
表16不同结构的聚醚编号结环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚单羟基醚环氧丙烷双羟基醚环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚双羟基醚4环氧丙烷三羟基醚5环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚三羟基醚6环氧乙烷-环氧丙烷-四氢呋喃无规共聚双羟基醚7环氧乙烷-环氧丙烷-四氢呋哺-长链环氧烷无规共聚双羟基醚在混合摩擦高表面压力下，聚醚的摩擦系数仍相当低（见7）。
烧结负荷/kN 7在Almen-WielaiKl试验机上的摩擦行为注：图上的1-7与表16编号相同从7可看出，环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚醚（1，3，5）的润滑膜承载能力是随着环氧乙烷含量的增加而增大，其摩擦系数相应变小，含四氢呋喃和长链环氧化物的聚醚（6，7）也是如此，尤其是高负荷下，聚醚（7）的摩擦系数比环氧乙烷含量高的聚醚的小，而环氧丙烷均聚醚的承载能力仍优于同级粘度的矿物油约4 2.4.2Reicherf摩擦磨损试验试验条件为：试件为环与滚子十字交叉点接触，滑动速度为1.7m/S，转速为200r/min，负荷15N，试验时间lmin.试验结果与Amen-Weiland试验机的结果完全相符（见表17）。
中可看出，不含极压剂聚醚（4）的效率比含EP剂矿物油的高得多。
表HReichert试验结果讲蒉剂的环氧乙烷-环氧丙烷共聚醚（ISO VG220）在高达10~12级负荷下未失效，随着环氧乙烷含量的增加，负荷能力增大，磨损则下降。含四氢呋喃的聚醚（6）或四氢呋喃-长链环氧化合物的聚醚（7）显示出良好的摩擦特性，在不加添加剂的情况下，这两种聚醚的负荷达12级，即使在更为严格的FZG试验（A/16.6/90）中也未失效。
在FZG滚动（摩擦）稳定性试验中，不含EP添加剂的聚醚（6，7）的性能达到了精制矿物油的水平。用改进的FZG试验机测定不含EP添加剂的聚醚（7）的摩擦性能表明，在变换负荷条件下，滑动速度为5~20m/s时，聚醚（7）在A和C齿轮啮合副的摩擦系数为相同粘度矿物油（含EP剂）的2/3. 2.4.4蜗轮齿轮试验试验在特殊设计的蜗轮试验机上进行，减速比为1：31.试验条件与实际应用条件相同，比较了（6）和（4）聚醚以及含EP添加剂的矿物油的效率（见8）。从8矿物-齿轮-油制动扭矩/Nm 8聚醚在Cavex蜗轮机上的摩擦行为2.4.5滚动轴承试验在SKF试验机上，用轴向圆柱滚子轴承测定了7种聚醚的剪切摩擦系数（见表18）。聚醚的摩擦系数是随着氧化乙烯基含量的增加而下降，含四氢呋喃和长链环氧聚醚的摩擦系数*低。
表18聚醚在SKF试验机上的摩擦特性聚酿编号剪切摩擦系数矿物油2.5溶解度聚醚的溶解性有很大的差异，可以是水溶性，也可以是非水溶性和油溶性。聚溶解度的大小取决于聚醚分子中环氧烷的类型、比例和端基结构。
2.5.1在水中的溶解度对典型单醚而言，环氧丙烷均聚物不溶于水。但环氧乙烷与环氧丙烷无规共聚物，当环氧乙烷的量超过25%时就可以溶于水，环氧乙烷的比例愈高，水溶性就愈好。
聚醚在水中的溶解度是随温度的升高而降低“聚醚水溶液的这一特性称为逆溶性。逆溶性常用浊点来判断，浊点就是将聚醚水溶液的温度升高到出现分层时的温度。
9示出了不同结构聚醚的分子量与其水溶液（1%）浊点的关系。浊点在20以下的聚醚，常温下不溶于水；浊点大于100的聚醚可完全溶于水。一般而言，双醇型聚醚的浊点比单醚型的高；端羟基的浓度大、分子量低的聚醚，浊点趋于升高；对环氧乙烷-环氧丙烷无规共聚物而言，环氧乙烷的比例增加，浊点也增高。环氧乙烧百分含量与浊点呈线性关系。环氧乙烷均聚物因完全溶于水而无浊点。9聚醚结构对浊点的影响（1%水溶液）聚环氧丙烷二醇；环氧乙烷-环氧丙烷（各50%）共聚单醚；环氧乙烷-环氧丙烷（各50%）共聚二醇；环氧乙烷75%-环氧丙烷共聚二醇聚醚会从空气中吸收水分，不同结构和分子量的聚醚，吸湿程度相差很大（见0）。聚酸的吸湿性都是随温度和湿度的增加而增加，随分子量的增加而降低。当分子量增加时，液体之间的差别变小，湿度低时，差别也很小。
聚醚吸湿性是随环氧烷分子量的增加而降低。环氧乙烷-环氧丙烷共聚物的吸湿性是随环氧丙烷量的增加而降低。聚醚的吸湿性同其羟基浓度直接相关，分子量越大，吸湿性越差。同样，单醚和双醚的衍生物的吸湿性要比二醇和三醇型聚醚的低。
2.S750为环氧丙烷五羟基均聚醚；3.GEP2800为环氧乙烷-环氧丙烷三羟基共聚醚；4.0P3000，OP4000为环氧丙烷三羟基均聚醚2.5.2在矿物油中的溶解度一般聚醚，包括环氧丙烷均聚物都不溶于矿物油，因此限制了聚醚的应用范围。近年来，许多研究人员从改进聚醚结构人手，开展了卓有成效的研究工作。即设法提高聚醚分子中亲油组分??烷烃的比例，降低分子中亲水组分一一羟基浓度，以提高聚醚分子中的碳和氧原子数的比值（C/0值）。试验证明，聚醚的C/0值大于3.5时呈油溶性；小于3时呈水溶性，为3 ~3.5时达到平衡状态，既可溶于水，又可溶于油。
提高聚醚分子中C/0值的方法有如下几种：采用长链脂肪醇或部分基酚作起始剂；向聚醚分子中引入长链1，2-环氧烷或四氢呋喃链节；合成双醚或醚酯生产实践中，可根据需要采用一种或两种措施，也可同时采用三种措施。
采用长链脂肪醇和院基酚混合物作起始剂，环氧丙烷与长链1，2-环氧烷无规共聚的三种聚醚产物的组成和性能见表19.这三种聚醚在不同类型的矿物油中均具有良好的溶解特性。
表19改性聚醚的组成和性质项目十二烷基酚异十三醇环氧丙烷1，2-环氧十二烷性能桃流动点粘度指数阿尔门韦兰德试验机烧结负荷/N摩擦力/N温度与矿物油1：1*低互溶温度/石蜡基中间基环烷基聚a-烯烃2.5.3在有机溶剂中的溶解度聚醚一般可溶于有机酸、醇、醛、酮、酯及卤代烃中。表20列出了聚醚在常用溶剂中的溶解情况。
2.6氧化安定性聚醚的氧化安定性并不比矿物油或其他合成油的好。聚醚在氧的存在下，发生下列游离基氧化变质反应。
表20聚醚在各种有机溶剂中溶解度名称粘度（37.8）/mm2's-1水丙酮四氯化碳环己烷乙烯醇丁醚正丁醇月桂醇煤油苯聚乙二醇溶溶溶不溶溶溶不溶溶聚丙二醇35.2溶溶溶溶溶溶溶溶164.0不溶溶溶溶溶溶溶溶聚环氧乙烷-环氧丙烷三醇206溶溶溶不溶溶溶溶溶聚环氧乙烷-环氧丙烷单醚19.8溶溶溶不溶溶溶溶不溶溶1000溶溶溶不溶溶溶溶不溶溶聚丙二醇单醚28不溶溶溶溶溶溶溶溶溶317不溶溶溶溶溶溶溶溶溶聚丙二醉双醚44不溶溶溶溶溶溶溶溶溶。0-0以聚异丙二醇为例：分解聚醚的氧化是通过生成过氧化自由基，再与氢反应，使聚醚分子断链，*后生成羰基化合物和羧酸。这种氧化降解一直进行到生成低分子化合物。低分子生成物在篼温下气化而挥发，因此聚醚不会生成沉积物和胶状物质0使用能捕捉游离基的抗氧剂，如阻化酚、芳胺、硫氮杂蒽型抗氧剂能有效地防止聚醚的氧化变质。矿物油中常用的含硫化合物、磷化物、二硫代磷酸锌等抗氧剂对聚醚基本无效。
在相同聚醚中加与不加抗氧剂，效果相差甚远（1）。为了比较，图中还列出了两种高级矿物油基曲轴箱油，其粘度与聚酸的相当。
在实际使用的聚醚油中，大都含有一种或两种有效的抗氧剂，但聚醚键的端基结构改变后，情况就不同。聚氧化苯乙烯二醇对两种抗氧剂的感受性很差；而两种双醚对硫氮杂蒽的感受性好，对Agerite树脂D的感受性就差2.7热安定性据报道，聚醚在260下作热传导液工作数月，性能无明显变化，而在315T下，热分解明显。聚醚在315下维持1.5h，压力增加359kPa，37.8粘度降低40%，酸值增加0.7mgKOH/g；在敝开系统中保持6h，蒸发损失达34%，37.8：粘度降低54%.这说明，聚醚在315下是不稳定的。
一般说来，聚乙二醇比聚异丙二醇稳定，这是因为聚异丙二醇分子结构中的次亚甲基比聚乙二醇中的次甲基）更不稳定，所以聚异丙二醇容易热分解（见表23，2）。为此，用环氧乙烷与环氧丙烷无规共聚物，四氢呋喃与环氧丙烷的共聚物代替环氧丙烷均聚物可改善油品的热安定性。
加热聚醚中含有盐酸、硫酸、硝酸等强酸和其强酸的盐，特别是过渡金属盐很容易发生在分解产物中，除了丙醛和二蒡烷外，还有低分子聚醚。丙醛和二蒡烷在高温下挥发掉，而低分子聚醚溶解在未分解的聚醚中。从使用考虑，应把聚醚油制成弱碱性。2.8可燃性聚醚的可燃性是通过闪点、燃点和自燃点来表征的。通常闪点被视为蒸发性能的指标。高粘度聚醚的闪点又可视为导致可燃性产物增多的热氧化分解的指标。一般聚醚润滑剂的闪点为2（M~ 260，添加抗氧剂可使聚醚的闪点提篼10-MT.分解；在有水情况下促进了强酸或金属盐的溶解，加速了聚醚的分解（见表24）。
表23聚醚热分解的活化能聚醚温度/c活化能/kmor1聚乙二醇等规聚异丙二醇285~300无规聚异丙二醉265~285表24聚异丙二醇的分解（220T，4h）样品代号聚醚中的酸碱介质重量损失，对甲苯磺酸n2氢氧化钾N2无n2无空气聚醚在酸性介质中按下式发生分解：燃点也与热氧化安定性有关，一般比闪点高28~56.使用抑制剂可使燃点提高28-561环氧乙烷-环氧丙烷共聚单醚、聚丙二醇单醚、聚丙二醇双酸的自燃点随其粘度的增加而升高（见表25）。
分子中环氧烷组成的变化对自燃点无影响。尽管聚醚的自燃点高，但在适宜的条件下很容易燃烧，因为有些聚醚的闪点和燃点为93~149，低于自燃点。
2.9蒸发性和密度表25聚乙二醇的自燃点聚醚自燃点（开杯）/环氧乙烷-环氧丙烷共聚单醚聚丙二醇单醚聚丙二醇双醚其蒸发度与闪点相似。高粘度水溶性混合环氧烷聚醚的蒸发度比环氧丙烷型聚醚的低。表26列出了时间、温度和抑制剂对蒸发度的影响。
表26混合环氧烷三醇聚醚的蒸发度温度/抗氧剂-蒸发度无硫杂惠无硫氮杂蒽注：液体听的粘度为32.3所有聚醚的密度都同水相近。二醇和三醇的密度比单羟基化合物的高。聚合物中环氧乙烷比例的增加，密度随着增加。表27列出了各种聚醚的密度范围。
表27聚醚液体的密度范围聚醚名称二醇：聚乙二醇聚异丙二醇聚丁二醇三醇：聚异丙二醇三醇聚混合环氧烷三醇单醚：聚异丙二醇单醚聚混合环氧烷单醚双醚：聚异丙二醇双醚2.10比热容和导热率聚酸的比热容随羟基含量的增加而增大，端羟基被取代而生成的单醚的比热容下降。聚异丙二醇与环氧乙烷-环氧丙烷共聚单醚也是这样。
聚醚的导热性受分子键的组成制约。环氧乙烷-环氧丙烷共聚单醚的导热性较分子量相似的聚异丙二醇单醚的高。混合环氧烷单醚（37.8粘度为53mm2/s）的导热率在37.8~98.9丈温度范围内约为0.159W/（nrC），聚异丙二醇单醚（37.8粘度为64mm2/s）在同一温度内的导热率约为0.145W/（曾宪恕供稿未完待续）CH，