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黏度指数改进剂对光亮基础油性能的影响张继平裴明刚糜莉萍续景
2017-10-20 10:06  点击:11489

  齿轮油调合过程中使用的基础油包括轻组分和重组分,其中重组分基础油主要包括黏度指数大于90和小于90的光亮油。其中黏度指数小于90的光亮油因价格较低,在齿轮油调合过程中得到了广泛应用。

  但目前市场上主要品牌的齿轮油黏度指数均在90以上,而低黏度指数光亮油的黏度指数小于90,这在?定程度上限制了它在齿轮油中的添加量。为解决此问题,可以使用2种方法:是与黏度指数高的基础油搭配使用;二是添加黏度指数改进剂。黏度指数改进剂的加入虽然能够提高低黏度指数光亮油的黏度指数,但也会导致基础油剪切安定性变差,同时对基础油的抗氧化、摩擦等性能也会产生影响,因此必须慎重选择黏度指数改进剂。

  为了考察不同黏度指数改进剂对低黏度指数光亮:2014-04-04轮油添加剂及配方的开发工作。E-nail:油性能的影响,选择了常用的3种不同类型黏度指数改进剂对低黏度指数光亮油进行了改进,并考察了改进后光亮油的理化、抗氧化和摩擦性能,为合理选择黏度指数改进剂提供了。

  1实验部分1.1原料实验所用的低黏度指数光亮油100°c运动黏度为30.40mm2/s,黏度指数为82,倾点为-21°C,酸值实验采用3种黏度指数改进剂(以下简称黏指剂):黏指剂1为乙丙共聚物,分子量为76270,100C运动黏度为2841mm2/s;黏指剂2为聚甲基丙烯酸酯,分子量为35260,100C运动黏度为1270mm2/s;黏指剂3为乙烯-a-烯烃低聚物,分子量1.2实验方法1.2.1氧化安定性及理化性能测试油中,置于温度控制在150°C的烘箱中烘72h,然后取出钢片,用石油醚冲洗,观察钢片变色情况,同时观察杯底沉积物情况。其中钢片评级规定:为钢片不变色;1为稍变色,几乎与新片相同;2为局部淡白色;3为钢片淡白色,擦去后钢片亮;4为红、黄、蓝、灰等彩色,或有灰白色沉积物;5为局部灰黑色,明显腐蚀;6为钢片灰黑,剥落。杯底沉积物以多、中、少、无区分。

  同时测定油品氧化前后酸值、100C运动黏度的变化。

  1.2.2剪切安定性测试剪切安定性有用圆锥滚子轴承试验机法:取40mL试验油加入试验设备中,在温度为60C、载荷为5000N、转速为1475r/min的条件下运转20h.测量试验油的试验前后的100C黏度,根据公式计算试验油的相对黏度损失Uv)%:验后油样的100C运动黏度。

  相对黏度损失值越小表示剪切安定性越好。

  2结果与讨论2.1黏指剂对基础油主要理化性能的影响将3种不同类型的黏指剂以3.0%(质量分数)的剂量调入低黏指光亮油中,考察了各黏指剂对基础油的黏度指数、倾点、剪切安定性等性能的影响。试验结果见表1.表1不同黏度指数改进剂对基础油理化性能的影响Table编号基础油组成黏度指数倾点t/C相对黏度损失'/% 100%光亮油97%光亮油+3.0%黏指剂1 97%光亮油+3.0%黏指剂2 97%光亮油+3.0%黏指剂3从表1的结果可知,基础油加入相同剂量的3种黏指剂后,黏度指数从82提高到90以上,3种黏指剂提高基础油黏度指数能力相当,其中黏指剂3的增黏能力*强,黏指剂2的增黏能力*弱,但提高了基础油的倾点。另外,3种黏指剂中,黏指剂1分子量*大,黏指剂2分子量次之,黏指剂3分子量*小,相应地,3种黏指剂调和的基础油抗剪切能力随着黏指剂分子量的降低而明显增强1.黏指剂3以较小的分子量达到了提高基础油黏度指数的目的,且避免了因剪切造成的黏度大幅下降。综合上述结果可知,乙烯-a-烯烃低聚物具有良好的提高基础油黏度指数能力,同时具有良好的剪切安定性。

  2.2黏指剂对基础油抗氧化性能的影响一般情况下,黏指剂在高温下易热氧化分解,导致黏度下降,酸值增加,且影响油品的清净性2.为了解各种黏指剂对基础油抗氧化性能的影响,使用烘箱氧化的方法(150C,72h)对加入不同黏指剂的基础油进行了考察,评价结果见表2.表2不同黏度指数改进剂对基础油抗氧化性能的影响项目C运动黏度增长率Av/%钢片评级/分杯底油泥无色度(氧化前/氧化后)/号从表2的结果可知,与纯基础油氧化后的性能相比,加入3种黏指剂的基础油,氧化后虽未产生油泥,但对钢片的腐蚀明显增加,这与中描述的加入黏指剂会使油品的清净性变差一致。加入黏指剂1的基础油氧化后黏度下降*多,但其酸值增加与纯基础油相当,颜色变化比纯基础油还小,表明黏指剂1高温下*容易热氧化分解,但其氧化产物几乎无酸性且颜色较浅;加入黏指剂2的基础油氧化后酸值增加*多,色度*大,黏度下降较多,表明黏指剂2较易热氧化分解,其氧化产物酸值*大且颜色*深(影响油品外观);加入黏指剂3的基础油氧化后黏度增加,酸值增加,颜色变化与纯基础油相同,表明黏指剂3高温下未发生热氧化分解现象,其氧化产物黏度变化较小,酸值较大。综合比较来看,黏指剂2对基础油的抗氧化性能影响*大,黏指剂3对基础油的抗氧化性能影响*小。

  2.3黏指剂对基础油抗泡和抗乳化性能基础油是影响油品抗泡和抗乳化性能的因素之,因此考察了基础油和加入不同黏指剂基础油的抗泡和抗乳化性能,试验结果见表3.表3不同黏度指数改进剂对基础油抗泡和抗乳化性能的影响项目抗泡性V/(mLmL)后24抗乳化度t/min从表3的结果可知,加入黏指剂1的基础油,抗泡沫性变好,表明黏指剂1能够降低基础油与空气界面间的表面张力,容易使泡沫破裂4.但加入黏指剂1的基础油抗乳化性变得很差,表明黏指剂1提高了油/水界面张力,从而使抗乳化性变差;加入黏指剂2的基础油,消泡性变好,抗乳化性变差;加入黏指剂3的基础油除后24°C抗泡性变好外,其他两个温度点的抗泡性变差,抗乳化性能没有变化。综上所述,乙丙共聚物黏指剂能提高基础油的抗泡性能,同时使基础油的抗乳化性能变差;乙烯-a-烯烃低聚物黏指剂对基础油的抗乳化性能无影响,但会导致基础油抗泡性能变差。

  2.4黏指剂对基础油摩擦学性能的影响基础油是油品摩擦性能的载体,因此采用四球试验考察了基础油和加入黏指剂的基础油极压抗磨减摩性能,结果见表4和。

  表4不同黏度指数改进剂对基础油摩擦学性能的影响Table项目从表4的结果可知,基础油加入三种黏指剂后,Pb值有不同程度的提高,磨斑直径明显降低。上述变化的原因如下:(1)由于黏指剂的增黏作用,基础油的运动黏度增加,形成的油膜厚度增加,相应的承载和抗磨损能力增强;(2)黏指剂的加入提高了基础油的黏度指数,其黏温性能得到了改善,黏度在摩擦过程中随温度变化小,形成的油膜比较稳定。其中,聚甲基丙烯酸酯黏指剂对基础油极压抗磨性能的改善*为明显,这是由于酯基是强极性基团,易于吸附在金属表面,增加了油膜强度5.不同基础油摩擦因数随负荷的变化趋势Fig1Variationoffrictioncoefficient从的结果可知,与纯基础油相比,加入不同黏指剂后基础油的摩擦因数都有变大的趋势,这是由于黏指剂是油溶性高分子化合物,在摩擦过程中,随着温度的升高黏指剂发生溶胀,流体力学体积和表面积增大,导致基础油的内摩擦显著增加6.其中基础油中加入乙烯-a-烯烃低聚物黏指剂后,摩擦性能变差,在784N处润滑失效。加入聚甲基丙烯酸酯黏指剂后,摩擦因数上升明显。

  结合表4和的结果可知,黏指剂的加入虽然增强了基础油的极压抗磨性能,但却提高了基础油的摩擦因数。

  3结论采用乙丙共聚物、聚甲基丙烯酸酯、乙烯-a-烯烃低聚物3种黏指剂改善了低黏指光亮油的黏度指数,结果表明3种黏指剂均能将低黏指光亮油的黏度指数提高到90以上,其中乙烯-a-烯烃低聚物的提高黏指能力*强,剪切安定性*好,对基础油的抗乳化性和抗氧化性能影响*小;乙丙共聚物的剪切安定性*差,但能提高基础油的抗泡性能;聚甲基丙烯酸酯明显提高了基础油的极压抗磨性能,但降低了基础油的抗氧化性能。另外,加入3种黏指剂均提高了基础油的摩擦因数。

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