纳米润滑油添加剂的研究意义及展望

郝梦洋 朱欣（河南大学化学化工学院，河南 开封 475000）

纳米润滑油添加剂的研究意义及展望

郝梦洋 朱欣（河南大学化学化工学院，河南 开封 475000）

润滑油添加剂作为提高润滑油性能的主要途径，同时人们对润滑油的质量要求越来越苛刻，纳米润滑油添加剂逐渐开始占据市场份额，本文主要阐述了润滑油添加剂的发展，探讨了纳米润滑油添加剂的独特优势，并针对目前纳米润滑油添加剂存在的缺陷，提出了未来的发展方向。

添加剂；润滑油；纳米；环保

据统计，摩擦消耗世界一次能源的三分之一到二分之一，80%的机械磨损是由磨损造成的，2015年摩擦磨损造成的损失近3万亿元，因此减小磨损所带来的资源浪费成为改善环境的重要问题。润滑油的润滑作用是降低摩擦磨损的主要方法，在润滑油中加入减磨抗磨剂，能够有效提高润滑油的性能。近年来，环境问题成为社会关注的焦点，科技也不断飞速发展，人们对润滑油的要求越来越高，润滑油添加剂的发展也趋向于高质量型、环境友好型[1]。纳米材料研究的不断突破，其作为添加剂在摩擦学中的应用也越来越受到人们的关注[2]。

1 纳米润滑油添加剂及优势分析

纳米材料的特征尺寸在1-100nm之间，具有与传统材料不同的特别性能，近年来纳米材料的研究进展取得了重大突破，很多领域都实现了纳米材料的应用。纳米材料作为润滑油添加剂具有良好的摩擦学性能，目前也已经取得了很大的研究进展。纳米微粒由于其粒径较小，通过亲油性物质修饰后，能够使润滑油拥有良好的润滑性能，具有区别于其他添加剂的优势。

（1）优异的抗磨减磨性。纳米材料与其他润滑油添加剂相比具有明显的抗磨减磨性能，目前的机理解释主要有①“微轴承”理论。即在摩擦表面之间起到一个轴承的作用，进而降低摩擦力②“膜”理论。即在摩擦表面纳米微粒形成了薄薄的一层膜，进而起到减磨抗磨的作用。③“修复”理论。由于纳米微粒的粒径较小，当出现磨损时，在摩擦表面会出凹陷，纳米颗粒很容易沉积在表面，对摩擦表面进行修复，进而减小磨斑、降低摩擦系数[3]。

（2）适用于高温领域。目前很多高端机械装置都是在高温下使用的，因此对润滑油的温域范围也越来越高。纳米材料本身容易在高温条件下发生聚沉，检索目前的科研成果，部分纳米润滑油添加剂已经实现在高温条件下的使用，这是因为对其微粒表面进行了油类物质的修饰，例如油胺修饰的WS2纳米微粒，因其在高温条件下合成的，具有良好的热稳定性，实验结果表明其在高温条件下使用也能够实现减磨和抗磨作用。

（3）高负荷条件下的使用。一些最新的纳米摩擦研究发现，经改性的纳米微粒加入到酯类油中也能够实现良好的润滑作用，而酯类油本身作为基础油，能够实现高负荷领域的使用，纳米微粒与酯类油配伍的润滑油可以实现在高负荷下的使用。

（4）节能环保。纳米润滑油添加剂的应用使环境污染问题有了很大改善，最主要的部分是降低磨损带来能源的节省；纳米微粒形成的薄膜能够隔绝摩擦过程中产生的有害蒸汽和杂质；纳米添加剂一般不含有重金属，不会造成污染以及对人体的危害[4]。

（5）用量少。研究表明少量的纳米微粒就能够达到很好的减磨抗磨效果，这可能和纳米微粒在摩擦副表面的吸附停留有关，吸附在表面的微粒短时间内不会脱落，在摩擦的表面形成“滑动摩擦”或“滚动摩擦”，实现少量高效[5]。

2 纳米润滑油添加剂的发展趋势

（1）高科技使用。目前高端机械的发展，对润滑油的要求越来越苛刻，如军用飞机等，其轴承负荷较大，发动机工作温度高。通过对纳米添加剂地不断改性，实现技术上的突破，不断提升润滑油质量，将会具有良好的应用前景。

(2)工业化大规模生产。目前纳米润滑油添加剂的科研工作已经取得很大进展，但是部分研究只能停留在实验室阶段，进行大规模生产仍存在很多的工艺问题，如何将其实现工业化生产还需要人类不断进行研究发明。

（3）环境友好。纳米润滑油添加剂的制备过程还存在着一些问题，部分制备原料含有对环境和人体有害的元素，生产过程中会产生有害气体，对环境造成破坏，如何在生产、包装、运输、储存、使用整个流程中实现环境友好成为研究的方向。

3 结语

私家车数量的急剧增加将会出现更多磨损带来的材料损失和能源浪费，市场急需一种环保高效的润滑油添加剂，由于纳米材料独特的摩擦学性能，使其成为摩擦学领域的研究重点，我国已经成立了部分纳米润滑材料的研究实验室。然而目前来说纳米润滑油添加剂仍然存在一些问题，例如与基础油的配伍问题、微观机理的研究，通过不断地研究，克服目前纳米材料的缺陷，研制出应用范围广的润滑油添加剂，将能够为我们的国家减少不必要的能源损失，同时减少污染物的排放。

[1]王鹏.润滑油添加剂的发展趋势[C]//中国石油润滑油科技情报站2002年年会.2002.

[2]李双明,顾彩香.复合纳米润滑油添加剂的研究现状与展望[J].中国水运月刊,2012,12(1):120-121.

[3]何柏,唐晓东,李范书,等.纳米润滑油添加剂技术的研究进展[J].能源化工,2006,27(4):29-33.

[4]朱光耀,朱冠军,顾彩香,等.纳米润滑油添加剂的应用现状与展望[J].机电设备,2009,26(2):30-33.

[5]王芳,袁晓东,郭和军.纳米润滑油添加剂的研究进展[J].内燃机,2008(4):1-3.

郝梦洋（1997-），女，汉族，河南省禹州市，河南大学化学化工学院，在读化学工程与工艺专业；

朱欣（1995-），女，汉族，河南省周口市，河南大学化学化工学院，在读化学工程与工艺专业；