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1、粘度指数改进剂性能及应用探讨辽宁大学学报自然科学版第28卷第4期200]年JOURNALOFLIAONINGUNIVERSITYNatured5a日
2、o∞Ed/no”n.28No42130l粘度指数改进剂性能及应用探讨张哲(锦州精联润滑油添加剂有限公司,辽宁锦州121(X)I)摘要:根据Ⅶ评价指标的关系.分析剪切稳定性,热氧化安定性,低温性能主要指低温启动性和泵送性对油品的影响,提出利用D-S性能是评价VH性能的主要手段.关键词:粘度指数改进剂;稠化能力;剪切稳定性;内燃机油中国分类号:’[E624.8文献标识码:
3、A文章编号:10(]0-5846(2001】04-375-03粘度指数改进剂(ViscosityIndexImprover)又叫增粘荆,主要用于内燃机油,液压油,自动传动液和齿轮油中.其中量仅次于清净荆和分散剂.常用的粘度指数改进剂包括PMA,0CP,PIB和HSD四大类.VII不仅能稠化基础油,而且可以改变油品的粘温性,使油品具有良好的高温润滑性和低温流动性,与此同时要求Ⅶ对油品的抗氧化安全性,清净性不产生明显的有害影响.还要求稠化油在机械剪切作用下粘度损失适度.在实际应用中,一种好的VII不仅要求稠化能力大,剪
4、切稳定性好,同时还要求具有良好的低温性能和热氧化安定性,到目前为止还没有一种Ⅷ能满足上述全部要求.所以需要综合考虑.以下从VII的4项评价指标来探讨其应用问题.1VII的评价指标(1)稠化能力(D)是指加人VII后,提高油品粘度的大小.一般希望D要大,这样加入量就小,比较经济.稠化能力与化合物的类型和分子量大小有关.分子量越大稠化能力越大(2)剪切稳定性(s)直接影响多级的粘度级别稳定性.剪切稳定性差的VII,由于其高分子在剪切应力作用下主链断裂,分子量降低,使油品粘度变小而造成磨损和油耗增大.S与VII的聚合度,
5、分子量分布,高分子在溶液中的流体力学体积有关.以剪切稳定指数(SSI)表示剪切稳定性,用超声波,柴油喷嘴及L-38单缸等方法来评定.SSI表示如下:SSI=(V.一V.),(V一v0)式中:v.为989℃时多嘏油剪切前的粘度;v’为98.9℃时多级油剪切后的粘度.v口为989℃时古有除Ⅷ以外的其它所有添加剂油品舯牯度.(3)低温性能主要指低温启动性和泵送性.多级油低温性能取决于在其使用温度和剪切条?收稿日期:2001~.15及聚异华嘉薷李蠢矗票l晶县人,助理工程师I学士,从事内燃机油复合捺加剂,牯度指数改进剂376
6、辽宁大学学报自然科学版2001年件下的粘度,后者又与所用的VII有密切关系.低温启动性是指油品在低温下发动机能否正常发动,用低温启动粘度(cos)来表示;低温泵送性是指在低温启动时.短时问内润滑油系统油压达到正常,以保证发动机的关键部位得到充分润滑,用微型旋转粘度计(MRV)来评定.(4)热氧化安定性主要指VII在经受高温氧化,热氧化分解问题,热氧化分解会导致粘度下降,酸值增加,环槽积炭增多和粘环等系列问题.2VII评价指标的关系2.1D和S的关系稠化能力和剪切稳定性是一对与聚合物结构和分子量大小相关的VII特性.
7、聚合物降解速率方程为:一dpfdt=K(P【一)式中:P为聚合度.一dp/dt为I时间的降解(聚台度变小)整率.P.为I时问的聚合度.为能在溶液中自由运动而不会被机械I=打破坏的最太聚告度.称I临羿聚合度;K是与聚合物结构有关的降解速率常数.上式说明,同类型VII,分子量越大剪切稳定性越差.与此相反,分子量越大稠化能力就越强.Mark-Hou~4nki’hig定量地说明了分子量对溶液粘度的影响:=KCMP式中:为溶液动力粘度.c,M分别为聚告物的浓度与平均分子量.K,n和p是因聚告物而异的系数,p=l5—18由以上
8、两式可知,D与S是相互矛盾的两项指标,其中D与该VII价格的乘积是一项价格指标.而S则是一项性能指标.在同类VII中:D越大则经济}生愈好,但是SSI就越差故要根据油品的实际要求找到D.S的最佳平衡点做为性能.经济标准来评价VII.改善减切稳定指数的方法有两种,一是降低VII的分子量,使变小,这是以损失D来提高S的办法.几乎所有VII都能通过降低分子量来提高剪切稳定性,另一种方法是通过改善聚台物结构稳定性来提高临界聚台度P.这样可以使聚合物在保持较高的稠化能力的同时具有较好的剪切稳定性.其中星状聚合物是这方面改进的
9、典型例子.22稠化油作为多级油来说,低温流动性应满足冬用级(w级)要求,而100.c运动粘度要达到高温粘度规定.一般情况下,添加0.5%左右的降凝剂,大多数的VII均达到油品的低温流动性要求23热稳定性和抗氧化安定性是两项不同的性能,然而在润滑油的实际使用条件下,热影响几乎总是伴随着氧化影响,因此对于VII的考察是结合两者的热氧化安定性.实际应用表明,虽然不
