環境友好潤滑劑的研究與應用

邵輝 單正學（中海油煉油化工科學研究院，山東 青島 266500）

隨著經濟的不斷發展，環境的污染已經受到越來越多人的關注，因為礦務局潤滑劑產品生物降解性比較差，會對環境造成污染，已經不適應當下時代的要求，所以目前各個國家都致力于環境友好型潤滑劑的研究。

1 環境友好潤滑油的概念

環境友好潤滑油首先是指潤滑的產品在功效上可以達到原定潤滑油的要求與標準，但是同時也對資源的節約意義重大，加上其在生態中對環境沒有危害或者能夠被生物降解，同時生態的毒性比較低。倘若不具備這兩個條件，則不能夠被列為環境友好潤滑劑當中。

潤滑油因為其性能可以提高機器的運行效率，延長機器的壽命，所以在經濟生產的各個行業都有廣泛的運用。隨著礦務局潤滑油在發現對人類的生存環境造成很大污染時，環境友好潤滑劑的研究就開始作為工作重點。環境友好的具體要不是產品必須是能夠通過生物降解的，而且毒性小，對生態影響小或無影響。我國通過文獻調查、以及對國外環境友好潤滑劑的研究，目前對于環境友好潤滑劑的也有了非常深入的研究，并且得到了提高其氧化穩定性的一系列方法。

而國外對于環境友好潤滑劑的研究比中國要早，國外在50多年前就已經開始大力的推進環境友好潤滑劑的發展。最初開始，因為德國和瑞士在湖底發現碳氫化合物的沉淀層，這些主要就是因為湖上行船的發動機潤滑油在使用過程中見到湖底，經過長年累月的形成碳氫化合物的沉淀層，所以就提出了可生物降解潤滑油。從20 世紀80 年代初，可生物降解潤滑劑就已經在其他的各個行業的得到了應用。而且每年都在遞增。但到目前為止，在全球環境友好潤滑劑的產品都沒有統一的標準。

2 環境友好潤滑油的研究

2.1 環境友好潤滑油的降解分解

環境友好潤滑脂一般由基礎油稠化劑添加劑來組成。其降解性主要是由基礎油的降解性來決定，而稠化劑和添加劑中也會有降解性。

（1）環境友好潤滑酯的基礎油

環境友好潤滑脂的基礎油目前使用大多都是植物油、合成油和植物油合成酯的共同組合。植物油一般是菜籽油合成油就是酯類油。類型不同的植物油潤滑性也會不同，但是因為植物油的熱安電信比礦物油要差，所以會導致潤滑脂的稠度產生比較大的變化，在低溫情況下容易結晶，所以能夠使用的溫度范圍比較窄。

酯類合成油的優點是有優良的生物降解性、低揮發性、熱穩定性以及黏度指數比較高，是非常適用于潤滑脂的基礎油

（2）環境友好潤滑脂的稠化劑

再以植物油為基礎的潤滑酯當中,菜籽油和鈣皂組合較多。因為高精煉的菜籽油來源比較豐富，在使用鈣皂加入制脂工序中加熱溫度比較低，這樣就可以減少潤滑脂的氧化變質。而合成酯為基礎油時考慮到脂的各種不同性能，主要就是通用型的梨復合型鋰皂和鋰皂，再通過潤滑酯的綜合性能來考慮合成酯油為基礎油的鋰基脂和復合鋰基質大概就是今后發展的主要方向。即使是同一類型的合成，只做基礎油的環境友好潤滑，假設其稠化劑不同，生物降解力也會基本相同。

（3）環境友好潤滑脂的添加劑

有相關數據測定各種添加劑的生物降解性情況，胺系以及酚系抗氧化劑都具有比較好的生物降解性。所以需要加進開發降解性好而言更為適合的潤滑脂添加劑。

生物降解潤滑劑中是要求添加劑應該是要無毒的，或者至少是不妨礙基礎油的生物降解性。在選擇基礎油以而言相適應的添加劑都需要慎重，對于不同的基礎液來說添加劑的感受性都有所不同。二者的生物降解限制沒有附加疊合性的，環境友好潤滑劑的添加劑越來越受到重視，越來越多的市場需求供不應求，同時市場也需要根據潤滑的條件不同而開發各種不同的摩擦學添加劑，比如中國發明的雙羊羥基山崳酸抗磨劑類聚合物類。

2.2 潤滑劑的生物降解機理

潤滑劑的生物降解過程就是潤滑劑在通過溶解、酶解、細胞吞噬等過程后能夠被腐蝕或者溶解、被氧化的反應。潤滑劑的生物降解性就是指潤滑劑在生物細菌類作用下分解化合物的情況。一般要產生生物降解就必須具備三個條件，首先要有大量的細菌群，其次必須要有充足的氧氣，這樣才能夠發生氧化反應，最后要有合適的環境溫度，一般都會是在30度的情況下才有利于細菌的生存，三個條件是缺一不可，但是要潤滑劑要達到生物降解，首先也得是潤滑劑的材料能夠被生物降解。生物降解過程也是有三種即酯的水解、芳徑的氧化開環、長鏈碳氫化合物的氧化。因為這三種生化降解歷程的活化能不同，所以生物降解性也會不同。對于同一類型的潤滑劑來說，只要結構不同，其在接受水分解、β氧化和芳徑氧化時的變化情況都會不同，所以生物降解性也會有比較大的差異。

3 生物降解性和相關的生態毒性試驗方法

3.1 生物降解試驗法

在生物降解的過程中會因為氧氣消耗而對物質進行溶解，同時生成水和二氧化碳，與此同時會有能量釋放或者微生物量的增加。在生物降解試驗的方法就是通過一些數值的定量來測定潤滑物質在整個生物降解過程中產生的現象，并且從中衡量出該物質具體的生物降解性。目前試驗中應用比較多的方法是測定物質分解損失的量與新物質產生的量來進行對比。

（1）CEC L-33T-93試驗方法

這個實驗方法是歐洲針對于舷外二沖程的發動機油來制定的，也曾得到歐洲廣泛的承認，并且很快的成為潤滑油工業的標準。這個生物降解實驗方法比較難以操作，實驗室之間的操作比較難以再現，互相之間的誤差值能夠達到20%左右，而且對于降解產品的解毒性并未能詳細測明，也就表明潤滑油的化學物質對于環境中的物質都是有害的。

（2）OECD試驗方法

OECE的實驗方法是由由歐洲聯盟組織和經濟協作開發組織共同提出的，目前在國際上應用的比較多。具體試驗方法有OECD301A，OECE301B直到OECD301F，一共六個方法，測試內容不同，都能夠試驗水溶性比較差的石油產品。

（3）MTTF方法及JIS-K-3363方法

這兩個都是日本制定的方法，前者是以法律形式規定的方法，后者則是測合成洗滌劑的試驗方法。

3.2 生態毒性試驗方法

環境友好潤滑劑不僅僅是在生物降解方面要比較好，同時也是要求。潤滑劑以及潤滑劑的降解后的物質毒性非常，同時也不會因為時間的累積而導致毒性變大，整體性能良好，才能適應時代需要。一般來講毒性大小都是以半致死量（LD50）或者半致死濃度（LC50）來表示，一般情況下這兩種要大于100μg/g或者0.001就可以視為是環境友好的。

4 結語

我國在環境友好潤滑劑的研究和開發工作中也在不斷的深入，與此同時我們還必須要考察基礎油和添加劑對于環境的影響，同時，研究其中的相容性以及他們的摩擦化學物質。并且不斷深入開發新一代環境友好潤滑劑用以滿足時代發展的需要，并且通過化學方法對于基礎油中的植物油進行抗氧化性方面改進，減少植物油的雙鍵含量，增加其抗氧化性。在環境友好潤滑劑的研究中要建立好知識庫，同時建立專家系統，并且建立相應的智能信息預測系統，開發環境友好的潤滑劑是是一項長期的持續發展的工程。我們要發揚環境友好潤滑劑的優點改進缺點，不斷的深入進行開發和應用。