月桂酸二乙醇酰胺對液壓油生物降解性及使用性能的影響

夏 侃，陳波水，張 楠，方建華

（解放軍后勤工程學(xué)院油料應(yīng)用工程系，重慶401311）

隨著機械加工技術(shù)的發(fā)展以及人類環(huán)保意識的不斷增強，現(xiàn)代潤滑技術(shù)已從以往只關(guān)注使用效能走向同時關(guān)注使用與生態(tài)雙重效能的潤滑新理念，環(huán)境友好潤滑劑已成為潤滑材料發(fā)展的必然趨勢［1－4］。生物降解性是表征潤滑劑生態(tài)效能的最重要指標(biāo)之一。礦物潤滑油生物降解性差，屬生物難降解潤滑劑，是礦物潤滑油發(fā)展和廣泛應(yīng)用中亟待解決的重要問題之一。

迄今為止，國內(nèi)外有關(guān)添加劑技術(shù)改善礦物潤滑油生物降解性的研究報道很少。陳波水等［5－7］率先提出了生物降解促進劑的新概念，并研制開發(fā)出了多種可促進礦物基礎(chǔ)油生物降解的添加劑。孫霞、梁愷等［8－11］的研究也表明，脂肪?；被峒巴榇减０返缺砻婊钚詣┳鳛樯锝到獯龠M劑能有效提高礦物基礎(chǔ)油的生物降解性、抗磨減摩性和抗腐蝕性，但缺乏進一步開展生物降解促進劑對成品潤滑油生物降解性及相關(guān)物理化學(xué)性能影響的研究。成品潤滑油與基礎(chǔ)油的組成和性能不同，系統(tǒng)研究生物降解促進劑對成品潤滑油生物降解性及相關(guān)物理化學(xué)性能影響對進一步認(rèn)識生物降解促進劑的作用和機制、推動生物降解促進劑應(yīng)用具有重要意義。本課題以月桂酸二乙醇酰胺（LDEA）作為潤滑油生物降解促進劑，考察LDEA對HM46抗磨液壓油生物降解性、抗磨減摩性、抗腐蝕性、抗乳化性以及抗泡性的影響。

1 實 驗

1.1 主要試劑

油酸，分析純，成都科龍化工試劑廠生產(chǎn)；LDEA，自制，制備方法參見文獻［12］；HM46抗磨液壓油，中國石化一坪潤滑油公司生產(chǎn)。

1.2 生物降解性測定

采用課題組建立的潤滑油生物降解性測定方法測定生物降解性［13］。該方法以生物降解指數(shù)BDI（相同條件下受試物降解生成的CO2與基準(zhǔn)物油酸降解生成的CO2的比值）為降解指標(biāo)，其值越大，生物降解性越好。

1.3 抗磨減摩性測定

將 LDEA 按質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分別加入 HM46抗磨液壓油中，采用MQ－800型四球摩擦磨損試驗機（廈門試驗機廠生產(chǎn)），按GB/T 3142—1992方法測定潤滑油最大無卡咬負(fù)荷（PB）和燒結(jié)負(fù)荷（PD）。采用濟南宏試金試驗儀器有限公司生產(chǎn)的MMW－1P型雙顯式立式摩擦磨損試驗機進行長磨試驗，在載荷392N下測定磨斑直徑（WSD）及摩擦系數(shù)。試驗轉(zhuǎn)速為1 200r/min，所用鋼球為重慶鋼球廠生產(chǎn)的Φ12.7 mm的二級GCrl5鋼球，硬度59～61HRC。

1.4 腐蝕性測定

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的LDEA加入HM46抗磨液壓油中，參照石油產(chǎn)品銅片腐蝕試驗方法（GB/T 5096—1985）測定潤滑油腐蝕性。

1.5 抗乳化性測定

將 LDEA 按質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分別加入HM46抗磨液壓油中，采用大連北方分析儀器有限公司生產(chǎn)的BF－25石油和合成液水分離性能測定器，按GB/T 7305方法測定添加LDEA前后抗磨液壓油的抗乳化性。

1.6 抗泡性測定

將 LDEA 按質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分別加入HM46抗磨液壓油中，采用大連北方分析儀器有限公司生產(chǎn)的BF－24潤滑油抗泡沫測定器，按GB/T 12579方法測定添加LDEA前后抗磨液壓油的抗泡性。

2 結(jié)果與討論

2.1 LDEA對液壓油生物降解性的影響

HM46液壓油以及加有1.0%LDEA 的HM46液壓油在不同降解時間內(nèi)的生物降解性變化情況見圖1。由圖1可以看出，在HM46抗磨液壓油中加入1.0%LDEA后，液壓油的生物降解指數(shù)明顯提高，在所試驗的降解過程中均保持了較高的生物降解率，當(dāng)試驗進行到第14天時，BDI達到64.7%，較未添加LDEA時的33.4%提高了31.3百分點。生物降解性得到改善的原因可能是LDEA含微生物生長所必須的氮元素，可以促進微生物的生長；同時LDEA作為表面活性劑可以降低界面張力，增大油－水界面面積，從而便于微生物與較大油滴之間的直接接觸，加速石油烴的降解。

圖1 添加LDEA前后液壓油生物降解性隨時間的變化

2.2 LDEA對液壓油抗磨減摩性的影響

在HM46抗磨液壓油中加入LDEA后，液壓油PB值隨LDEA添加量的變化情況見圖2。由圖2可以看出，當(dāng)LDEA添加量為0.5%時，液壓油的PB值略有下降，但當(dāng)添加量大于1.0%時，PB值有一定的提高，添加量大于1.5%時達到了803N的最大值。

圖2 HM46的PB值隨LDEA含量的變化

在HM46抗磨液壓油中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的LDEA后，液壓油的PD值隨LDEA添加量變化的情況見圖3。由圖3可以看出，當(dāng)LDEA的添加量為0.5%時，PD值沒有變化，但當(dāng)添加量大于0.5%時，PD值略有下降，并且隨著添加量的增加穩(wěn)定在1 596N。

圖3 HM46的PD值隨LDEA含量的變化

在載荷392N、試驗時間60min、轉(zhuǎn)速1 200r/min的條件下，采用添加不同含量LDEA的HM46抗磨液壓油作為潤滑劑時，鋼球的WSD見表1。由表1可以看出，在加入不同量的LDEA后，磨斑直徑?jīng)]有明顯變化。

表1 添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)LDEA后的鋼球磨斑直徑

添加不同含量LDEA的HM46抗磨液壓油作為潤滑劑時，摩擦系數(shù)隨試驗時間的變化情況見圖4。由圖4可以看出，在HM46抗磨液壓油中加入LDEA后，摩擦系數(shù)顯著降低，表明LDEA能起到一定程度的減摩作用，當(dāng)添加量為1.0%時減摩效果最好。

圖4 摩擦系數(shù)隨LDEA含量的變化

2.3 LDEA對液壓油抗腐蝕性的影響

在HM46抗磨液壓油中加入LDEA后，銅片腐蝕試驗結(jié)果見表2。由表2可以看出，LDEA的加入對抗磨液壓油的腐蝕性沒有明顯影響。

表2 抗腐蝕性試驗結(jié)果

2.4 LDEA對液壓油抗乳化性的影響

添加LDEA前后HM46抗磨液壓油抗乳化性能的變化情況見表3。由表3可以看出，加入LDEA后HM46抗磨液壓油的油水分離時間大幅縮短，當(dāng)添加量小于1.0%時破乳效果最明顯，表明LDEA可在一定程度上改善該液壓油的抗乳化性。

表3 抗乳化性試驗結(jié)果

2.5 LDEA對液壓油抗泡性的影響

添加LDEA前后HM46抗磨液壓油抗泡性的變化情況見表4。由表4可以看出，LDEA的加入對HM46抗磨液壓油的抗泡性影響不大。

表4 抗泡性實驗結(jié)果（泡沫體積） mL

3 結(jié) 論

（1）LDEA能顯著提高HM46抗磨液壓油的生物降解性，表明LDEA是一種有效的礦物潤滑油生物降解促進劑。

（2）LDEA作為生物降解促進劑在改善HM46抗磨液壓油生物降解性的同時，能在一定程度上改善HM46抗磨液壓油的減摩性和抗乳化性。

（3）LDEA對HM46抗磨液壓油的抗磨性、抗腐蝕性及抗泡性無明顯影響。

（4）本結(jié)果僅適于中國石化一坪潤滑油公司生產(chǎn)的HM46抗磨液壓油，考慮到不同生產(chǎn)廠和不同品種的抗磨液壓油其組成配方不同，是否得到相同的結(jié)論需進一步驗證。

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