环境友好润滑剂的研究与应用

邵辉 单正学（中海油炼油化工科学研究院，山东 青岛 266500）

随着经济的不断发展，环境的污染已经受到越来越多人的关注，因为矿务局润滑剂产品生物降解性比较差，会对环境造成污染，已经不适应当下时代的要求，所以目前各个国家都致力于环境友好型润滑剂的研究。

1 环境友好润滑油的概念

环境友好润滑油首先是指润滑的产品在功效上可以达到原定润滑油的要求与标准，但是同时也对资源的节约意义重大，加上其在生态中对环境没有危害或者能够被生物降解，同时生态的毒性比较低。倘若不具备这两个条件，则不能够被列为环境友好润滑剂当中。

润滑油因为其性能可以提高机器的运行效率，延长机器的寿命，所以在经济生产的各个行业都有广泛的运用。随着矿务局润滑油在发现对人类的生存环境造成很大污染时，环境友好润滑剂的研究就开始作为工作重点。环境友好的具体要不是产品必须是能够通过生物降解的，而且毒性小，对生态影响小或无影响。我国通过文献调查、以及对国外环境友好润滑剂的研究，目前对于环境友好润滑剂的也有了非常深入的研究，并且得到了提高其氧化稳定性的一系列方法。

而国外对于环境友好润滑剂的研究比中国要早，国外在50多年前就已经开始大力的推进环境友好润滑剂的发展。最初开始，因为德国和瑞士在湖底发现碳氢化合物的沉淀层，这些主要就是因为湖上行船的发动机润滑油在使用过程中见到湖底，经过长年累月的形成碳氢化合物的沉淀层，所以就提出了可生物降解润滑油。从20 世纪80 年代初，可生物降解润滑剂就已经在其他的各个行业的得到了应用。而且每年都在递增。但到目前为止，在全球环境友好润滑剂的产品都没有统一的标准。

2 环境友好润滑油的研究

2.1 环境友好润滑油的降解分解

环境友好润滑脂一般由基础油稠化剂添加剂来组成。其降解性主要是由基础油的降解性来决定，而稠化剂和添加剂中也会有降解性。

（1）环境友好润滑酯的基础油

环境友好润滑脂的基础油目前使用大多都是植物油、合成油和植物油合成酯的共同组合。植物油一般是菜籽油合成油就是酯类油。类型不同的植物油润滑性也会不同，但是因为植物油的热安电信比矿物油要差，所以会导致润滑脂的稠度产生比较大的变化，在低温情况下容易结晶，所以能够使用的温度范围比较窄。

酯类合成油的优点是有优良的生物降解性、低挥发性、热稳定性以及黏度指数比较高，是非常适用于润滑脂的基础油

（2）环境友好润滑脂的稠化剂

再以植物油为基础的润滑酯当中,菜籽油和钙皂组合较多。因为高精炼的菜籽油来源比较丰富，在使用钙皂加入制脂工序中加热温度比较低，这样就可以减少润滑脂的氧化变质。而合成酯为基础油时考虑到脂的各种不同性能，主要就是通用型的梨复合型锂皂和锂皂，再通过润滑酯的综合性能来考虑合成酯油为基础油的锂基脂和复合锂基质大概就是今后发展的主要方向。即使是同一类型的合成，只做基础油的环境友好润滑，假设其稠化剂不同，生物降解力也会基本相同。

（3）环境友好润滑脂的添加剂

有相关数据测定各种添加剂的生物降解性情况，胺系以及酚系抗氧化剂都具有比较好的生物降解性。所以需要加进开发降解性好而言更为适合的润滑脂添加剂。

生物降解润滑剂中是要求添加剂应该是要无毒的，或者至少是不妨碍基础油的生物降解性。在选择基础油以而言相适应的添加剂都需要慎重，对于不同的基础液来说添加剂的感受性都有所不同。二者的生物降解限制没有附加叠合性的，环境友好润滑剂的添加剂越来越受到重视，越来越多的市场需求供不应求，同时市场也需要根据润滑的条件不同而开发各种不同的摩擦学添加剂，比如中国发明的双羊羟基山嵛酸抗磨剂类聚合物类。

2.2 润滑剂的生物降解机理

润滑剂的生物降解过程就是润滑剂在通过溶解、酶解、细胞吞噬等过程后能够被腐蚀或者溶解、被氧化的反应。润滑剂的生物降解性就是指润滑剂在生物细菌类作用下分解化合物的情况。一般要产生生物降解就必须具备三个条件，首先要有大量的细菌群，其次必须要有充足的氧气，这样才能够发生氧化反应，最后要有合适的环境温度，一般都会是在30度的情况下才有利于细菌的生存，三个条件是缺一不可，但是要润滑剂要达到生物降解，首先也得是润滑剂的材料能够被生物降解。生物降解过程也是有三种即酯的水解、芳径的氧化开环、长链碳氢化合物的氧化。因为这三种生化降解历程的活化能不同，所以生物降解性也会不同。对于同一类型的润滑剂来说，只要结构不同，其在接受水分解、β氧化和芳径氧化时的变化情况都会不同，所以生物降解性也会有比较大的差异。

3 生物降解性和相关的生态毒性试验方法

3.1 生物降解试验法

在生物降解的过程中会因为氧气消耗而对物质进行溶解，同时生成水和二氧化碳，与此同时会有能量释放或者微生物量的增加。在生物降解试验的方法就是通过一些数值的定量来测定润滑物质在整个生物降解过程中产生的现象，并且从中衡量出该物质具体的生物降解性。目前试验中应用比较多的方法是测定物质分解损失的量与新物质产生的量来进行对比。

（1）CEC L-33T-93试验方法

这个实验方法是欧洲针对于舷外二冲程的发动机油来制定的，也曾得到欧洲广泛的承认，并且很快的成为润滑油工业的标准。这个生物降解实验方法比较难以操作，实验室之间的操作比较难以再现，互相之间的误差值能够达到20%左右，而且对于降解产品的解毒性并未能详细测明，也就表明润滑油的化学物质对于环境中的物质都是有害的。

（2）OECD试验方法

OECE的实验方法是由由欧洲联盟组织和经济协作开发组织共同提出的，目前在国际上应用的比较多。具体试验方法有OECD301A，OECE301B直到OECD301F，一共六个方法，测试内容不同，都能够试验水溶性比较差的石油产品。

（3）MTTF方法及JIS-K-3363方法

这两个都是日本制定的方法，前者是以法律形式规定的方法，后者则是测合成洗涤剂的试验方法。

3.2 生态毒性试验方法

环境友好润滑剂不仅仅是在生物降解方面要比较好，同时也是要求。润滑剂以及润滑剂的降解后的物质毒性非常，同时也不会因为时间的累积而导致毒性变大，整体性能良好，才能适应时代需要。一般来讲毒性大小都是以半致死量（LD50）或者半致死浓度（LC50）来表示，一般情况下这两种要大于100μg/g或者0.001就可以视为是环境友好的。

4 结语

我国在环境友好润滑剂的研究和开发工作中也在不断的深入，与此同时我们还必须要考察基础油和添加剂对于环境的影响，同时，研究其中的相容性以及他们的摩擦化学物质。并且不断深入开发新一代环境友好润滑剂用以满足时代发展的需要，并且通过化学方法对于基础油中的植物油进行抗氧化性方面改进，减少植物油的双键含量，增加其抗氧化性。在环境友好润滑剂的研究中要建立好知识库，同时建立专家系统，并且建立相应的智能信息预测系统，开发环境友好的润滑剂是是一项长期的持续发展的工程。我们要发扬环境友好润滑剂的优点改进缺点，不断的深入进行开发和应用。