來源：潤滑油與添加劑技術(shù)前沿

引言

添加劑在潤滑工程的悠久歷史中，潤滑劑添加劑的應(yīng)用相對較新。自1950年起，市場已開始使用潤滑劑添加劑，但潤滑劑添加劑化學(xué)研究仍不夠深入。為此，對添加劑分子科學(xué)的研究變得更為重要。添加劑分類市面上可以找到許多類型的潤滑劑添加劑，在大多數(shù)情況下，它們是根據(jù)其在潤滑系統(tǒng)中的主要作用出售的，例如抗磨或抗氧化劑以及摩擦改進(jìn)劑。添加劑Z普遍的分類方法是以功能分類，即將“物質(zhì) 按其作用”分為三組：

摩擦改善劑，包括摩擦改進(jìn)劑（FM）、抗磨劑（AW）、極壓添加劑（Extreme pressure additive，簡寫為EP）等，它們在潤滑油添加劑技術(shù)中處于中心地位，直接有助于改善潤滑劑的摩擦學(xué)性能。

流變改進(jìn)劑（rheologyimproving additives），包括黏度改進(jìn)劑（Viscosity modifier， 簡寫為VM）和降凝劑（Pour point depressant，簡寫為PPD）。它們主要是在流體動力條件下，通過改變液體的整體特性來改善潤滑性能，主要涉及基礎(chǔ)油的流動性。從功能上看，流變改進(jìn)劑可以被歸類為混合潤滑和流體動力潤滑之間的“間接”摩擦改善劑，該類添加劑與基礎(chǔ)油關(guān)系密切。

性能保持劑（Maintainers）是指通過防止?jié)櫥到y(tǒng)中的物質(zhì)降解來幫助保持物質(zhì)（潤滑劑和機(jī)械 元件的材料）處于良好狀態(tài)的添加劑，它們主要作用為有助于延長潤滑系統(tǒng)的壽命，并且在某些情況下部分有助于提高潤滑性能。如抗氧化劑（Antioxidant，簡寫為AO）在防止?jié)櫥瑒├匣^程中起決定性作用；清凈劑和分散劑能夠減輕污染物對潤滑的不利影響；腐蝕抑制劑（包括防銹劑）能夠保護(hù)摩擦材料免受腐蝕；在機(jī)器運行過程中，氣泡可能會混入潤滑劑中，它們在接觸處引起潤滑劑不足并促進(jìn)自氧化過程，抗泡劑可破壞氣泡；在大多數(shù)應(yīng)用中，水是普遍存在的污染物，它會降低潤滑劑的黏度，并引起潤滑劑和材料的老化，破乳劑有利于分離潤滑劑中的水。

除根據(jù)添加劑的功能進(jìn)行分類外，還可以通過添加劑的作用點及其作用機(jī)理對其進(jìn)行分類，如以作用點分類可分為界面劑和分散劑兩類，以作用機(jī)理分類可分為化學(xué)添加劑、物理添加劑兩類。以上分類彼此獨立，功能分類是通用標(biāo)準(zhǔn)，主要用于工程應(yīng)用和技術(shù)概述，作用點和作用機(jī)理分類側(cè)重于機(jī)理研究和通過分子設(shè)計開發(fā)新技術(shù)。各個潤滑劑添加劑的這些類別的交互特性見表。

黏度是基礎(chǔ)油的基本特性，對基礎(chǔ)油流動性起作用的流變改進(jìn)劑在改善油品的潤滑性能方面有著不可替代的作用。本文將對流變改進(jìn)劑進(jìn)行詳細(xì)概述。

流變改進(jìn)劑

 流變改進(jìn)劑，包括VM和PPD，其中VM又曾被稱為黏度指數(shù)改進(jìn)劑 (Viscosity index improvers， 簡 寫為VII)。VI是一項作為潤滑劑選用依據(jù)的技術(shù)指標(biāo)，因VM是聚合物分子結(jié)構(gòu)，這種分子在較低的溫度下可以被壓縮，而在較高的溫度下會膨脹（見圖 ），而高溫下膨脹的大體積分子具有一定的流動阻力，從而表現(xiàn)出高黏度特性，通過加入VM可使?jié)櫥瑒┑倪m用溫度范圍更寬，高端VM的技術(shù)挑戰(zhàn)主要是添加劑的剪切穩(wěn)定性。

潤滑油凍結(jié)會導(dǎo)致潤滑失效，導(dǎo)致機(jī)器元件嚴(yán)重?fù)p壞；預(yù)加熱系統(tǒng)可以避免這個問題，但它會消耗相當(dāng)多的時間和能量。加入了PPD的油品可適用于寒冷氣候下的機(jī)械設(shè)備潤滑。PPD是典型的支鏈烴類， PPD分子每個支鏈的烷基都能與油分子相互作用，從而可以保持分子周圍的自由體積，使局部結(jié)構(gòu)具有較好的流動性，阻止了基礎(chǔ)油分子的結(jié)晶，如圖所示。

總結(jié)

與基礎(chǔ)油分子相比，VM和PPD都是大分子聚合物，但VM和PPD的功能是不同的，VM的主要作用是在較高的溫度下抑制基礎(chǔ)油分子的流動性，從而增加黏度，而PPD是利用分子的支化結(jié)構(gòu)，使基 礎(chǔ)油分子在較低溫度下具有流動性。這兩種添加劑的作用都涉及物理效應(yīng)，除非分子分解，否則其所造成的基礎(chǔ)油流動性隨溫度的變化是可逆的。

摘自：潤滑油分子科學(xué)概述之一 -基礎(chǔ)油與流變改進(jìn)劑，曹靜思 石嘯 李成，石油商技。