分析聚α一烯烴合成油及其在潤滑油中的地位

劉波

摘要：針對聚α-烯烴合成油及其在潤滑油中的地位進(jìn)行分析，闡述了該合成油的結(jié)構(gòu)，同時還闡述了其性能，分別有：熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、潤滑性。最后總結(jié)了PAO在潤滑油當(dāng)中的地位，認(rèn)為PAO擁有較大發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：聚α一烯烴合成油;潤滑油;熱穩(wěn)定性;潤滑性

聚α一烯烴合成油（ PAO）屬于一種IV類基礎(chǔ)油，其具備較高的高低溫性能和黏溫性能，被廣泛的應(yīng)用在航空潤滑油、內(nèi)燃機(jī)油、齒輪油和液壓油、冷凍油當(dāng)中。近幾年，我國市場上對于高端潤滑油產(chǎn)品的需求，促使PAO基礎(chǔ)油需求量不斷增長，促使PAO在中國潤滑油市場上的地位不斷提高。

1聚a-烯烴合成油（PAO）分析

常見的制備線性a-烯烴中間體工藝主要方式分別為蠟裂解法，癸烯齊聚法（齊聚法）。在我國，當(dāng)下多數(shù)在使用石蠟裂解法進(jìn)行制備，而癸烯齊聚法應(yīng)用不是十分常見。齊聚法方式所生產(chǎn)的PAO比較規(guī)整勻稱，同時還呈現(xiàn)出流梳狀，其中的側(cè)鏈長度比較均勻而整齊，通常情況下，碳原子數(shù)量大約在C8-CIO之間不等。蠟裂解工藝所生產(chǎn)的PAO側(cè)鏈和齊聚法相比，勻稱度較低，規(guī)整性也較低，側(cè)鏈長短不一，其中存在雙烯等雜質(zhì)，因此采用蠟裂解工藝所生產(chǎn)的PAO質(zhì)量要次于齊聚法。因此，PAO屬于一種分子式不固定的寬餾分混合物，其分子鏈結(jié)構(gòu)較為特殊，和其他潤滑油相比，PAO存在一定特殊性。

2聚a-烯烴合成油結(jié)構(gòu)和性能

2.1熱穩(wěn)定性

潤滑油具備的熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的組成之間存在著十分密的聯(lián)系，關(guān)丁PAO的報道還比較少，對酯類基礎(chǔ)油進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)合成酯受熱分解的順利與否，直接受到其結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)構(gòu)不同，高溫情況下，熱分解的機(jī)理也存在不同之處，因此所需要的活化能也存在差異。由此可見，通過對酯類基礎(chǔ)油的分析，能夠推斷出PAO的熱穩(wěn)定性影響。經(jīng)過研究顯示，雙酯處于高溫環(huán)境下的時候，分子鏈結(jié)構(gòu)當(dāng)中的羥基氧則會與醇側(cè)的β碳原子氫之間形成一種劉元環(huán)，分子鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，會避免雙酯在一定高溫下碳鏈發(fā)生斷裂和分解。PAO具備整齊流梳狀側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，該分子鏈結(jié)構(gòu)的當(dāng)中不存在氧與氮原子，因此會在高溫環(huán)境下，出現(xiàn)保護(hù)性鏈結(jié)構(gòu)變化。由此可見雙酯類潤滑油熱穩(wěn)定較強(qiáng)[1]。

2.2氧化穩(wěn)定性

PAO結(jié)構(gòu)較為規(guī)整，采用齊聚法所生產(chǎn)的PAO當(dāng)中不含有烯烴等不飽和化合物，這就會促使PAO存在較高氧化安定性，但其結(jié)構(gòu)當(dāng)中擁有一定的不飽和雙鍵，對此這種合成油氧化安定性需要作出進(jìn)一步完善。通常情況下，借助PAO加氫進(jìn)行改善，能夠在一定程度上對PAO綜合性能進(jìn)行改善，特別是能夠提高其安定性。

2.3潤滑性

PAO的潤滑性不但和自身結(jié)構(gòu)有著緊密聯(lián)系，同時還會因?yàn)榘l(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、工作溫度以及時間等外部因素而受到影響。對于酯類基礎(chǔ)油來說，因?yàn)轷シ肿赢?dāng)中的酯基屬于一種極性基團(tuán)，促使酯分子容易在摩擦表面上吸附，同時形成較為牢同的潤滑油膜層，這種情況下，酯類基礎(chǔ)油的潤滑性比同粘度礦物油潤滑性更好，不同酯類潤滑性差別不大。對丁PAO分子而言，其存在比較穩(wěn)定的直鏈烷烴骨架，而粘度指數(shù)多數(shù)在120以上，其粘溫性能相對較好，和酯類基礎(chǔ)油潤滑性相同[2]。

3 PAO在潤滑油當(dāng)中的地位

即便PAO合成油和礦物油相比，價格比較昂貴，但是PAO存在有著比較全面的優(yōu)良想性能，其綜合性能相對較好。對此，PAO不但字軍事以及尖端技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，同時還在民用領(lǐng)域獲得好評。雖然PAO的發(fā)展受到Ⅲ類油的挑戰(zhàn)，但是因?yàn)镻AO存在的最大特點(diǎn)就是可以對相對分子質(zhì)量進(jìn)行有效控制，能夠?qū)崿F(xiàn)不同性能需求，促使礦物油所不能達(dá)到的需求得到滿足。對此，PAO合成油在市場上占據(jù)著十分重要的地位[3]。

PAO應(yīng)用已經(jīng)遍布工業(yè)全部領(lǐng)域，其主要被應(yīng)用在發(fā)動機(jī)油，在上世紀(jì)末期，西歐國家所銷售的20種全合成內(nèi)燃機(jī)油當(dāng)中，有17種當(dāng)中含有PAO，在25種合成內(nèi)燃機(jī)油當(dāng)中，有16種當(dāng)中含有PAO。而在歐洲國家，存在85%以上的PAO被應(yīng)用在汽車當(dāng)中，而在其他方面，如工業(yè)齒輪油、循環(huán)油以及自動傳動液、壓縮機(jī)油、液壓油等均獲得較大的發(fā)展前景。將PAO當(dāng)成基礎(chǔ)油調(diào)制的發(fā)動機(jī)油，將其和礦物油發(fā)動機(jī)油進(jìn)行對比，存在較多優(yōu)勢，PAO油熱以及氧化的安定性較好，當(dāng)處于165℃環(huán)境中適當(dāng)時，Sd的熱油氧化試驗(yàn)，礦物油40℃年度會從90mm2/S提高到146.3mm2/s，年度的變化率為54%，而使用PAO，則可以促使換油器被有效延長，能夠幫助用戶減少維修費(fèi)用，同時還可以減少停車時間。此外，對PAO進(jìn)行應(yīng)用，能夠在一定程度上減少添加劑的應(yīng)用量，以可以使用比較便宜的添加劑，從而降低了費(fèi)用。

4結(jié)束語

PAO合成油有兩種方式，其中乙烯齊聚法的工藝技術(shù)路線在國外較為成熟，但是我國對石蠟裂解法應(yīng)用較多，采用石蠟裂解法進(jìn)行制備，所獲得的PAO在黏溫性、揮發(fā)損失以及顏色等方面均和PAO之間存在較大的差別，使用國產(chǎn)PAO合成油難以滿足先進(jìn)規(guī)格合成潤滑油產(chǎn)品。我國應(yīng)當(dāng)對其制備技藝進(jìn)行深入研究，提高技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹媛媛，劉通，閆義斌，孫恩浩，蔣巖，聚α一烯烴合成油 基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)組成與性能關(guān)系研究進(jìn)展[J].化工技術(shù)與開發(fā)，201 5，44（12）：35-38.

[2]王松，常欠欠，李三喜，張愛玲.聚α一烯烴合成油的催化劑研究進(jìn)展[J].化學(xué)試劑，2015，37（07）：613-616+634.

[3]吳學(xué)謙，翁惠新，煤制烯烴合成低黏度聚Ⅸ一烯烴基礎(chǔ)油工藝研究[J].中外能源，2013，18（10）：71-74.