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合成油
严格意义上的合成油,必须是从小分子单元聚合反应而成的。绝大多数的合成油都是以某种烃类为初级原料,虽然烃类并非只能从原油或天然气中裂解获取,但只有石化工业能稳定大量地供应,因此合成油的成本与供应仍然与石油市场非常密切相关。
即使包含氢裂解矿物油在内,2004年全球的合成油销售金额占整体基础油市场也仅仅只有7%,预估到2015年可成长至10%。[10]
作为基础油的合成油,有合成烃、合成酯、聚二醇、硅油、氟化油、磷酸酯、聚醚等等多个族群。
合成烃
合成烃是最普遍、成本最低的合成油,在未特别指明的情况下,对消费者销售的合成机油、合成车用齿轮油,几乎都是以合成烃或氢裂矿物油作为主要基础油。
合成烃(Synthetic Hydro Carbon, SHC)基本上是石蜡基矿物油的合成版本,然而以合成法制备与石油裂解精制,仍然有很大的不同。首先异质化物几乎不存在,碳键饱和率达到近乎完美,分子量的分布非常集中。
矿物油的分子量呈钟形分布,因为小分子量的烃分子较易挥发,因此其平均分子量(以及黏度)便会随羊时间而逐渐升高,合成烃具有分子量较统一的优势,挥发率较低且稳定。
矿物油的碳炼形状混乱,使其分子间阻力较大,因此在同黏度的情形下,合成烃润滑油的阻力明显低于矿物润滑油,相对地矿物油的抗压性却又高于合成烃,因为矿物油分子较不易被剪应力所挤开。
合成烃是非常多种不同的烃分子的统称,目前最普遍的合成烃是聚-1-烯烃(Polyalphaolefin, PAO),其次为多烷基环戊烷(Multiply Alkylated en:Cyclopentane, MAC)。后者因具有超低挥发率而为真空工程所爱用,但缺点为黏度指数较低、可用的黏度选择较少[11]。 PAO主要的缺点是难以溶解很多常用的润滑添加剂,由于大多数润滑剂的润滑效果主要取决于润滑添加剂,PAO的这个缺点是无法被接受的。因此绝大多数标榜PAO的润滑油(例如引擎机油)都添加了有机酯油或矿物油来帮助溶解润滑添加剂。 PAO一般可在130~150°C的温度持续工作数百小时至数千小时。其黏度指数一般在120~150间。PAO具有很好的低温性能,因此需要低温起动或寒带工作的设备、汽车零组件偏好采用以PAO作为基础油的润滑油脂。
早期的矿物油芳香烃含量较高,对于多数常用的油封橡胶有膨胀效果,在低温时这个特性十分有效防止了油封的冷缩漏油。军、民航空业在60年代以后逐渐采用PAO作为液压油,因此必须在基础油中添加橡胶膨胀剂(Seal Swell Additive),双机酸有机酯就是最常被采用的橡胶膨胀剂[12],加上有机酯对于很多PAO溶解力有限的润滑添加剂都有良好的溶解力,因此现代很多PAO合成机油均添加了5~20%的有机酯。Sample TextSample Text |
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