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                  當(dāng)前位置:首頁(yè) > 資訊中心 > 產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

                  默芮達(dá)?精益潤(rùn)滑:合成脂的性能特點(diǎn)

                  發(fā)布時(shí)間:2024-12-04

                  隨著我國(guó)綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的不斷推進(jìn),節(jié)能、環(huán)保、低碳、高效已經(jīng)成為各行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中必須面對(duì)的新要求,潤(rùn)滑油行業(yè)亦無(wú)法避免。數(shù)據(jù)顯示,2019年我國(guó)潤(rùn)滑油消費(fèi)量約6480kt,按淘汰率60%測(cè)算,產(chǎn)生的廢棄潤(rùn)滑油約為3880kt。以我國(guó)當(dāng)前廢棄潤(rùn)滑油平均回收利用率為70%測(cè)算,每年仍有約1160kt廢棄潤(rùn)滑油去向不明,主要是進(jìn)入了一些非正規(guī)回收機(jī)構(gòu),還有一小部分自然消耗/泄漏或被無(wú)序排放。


                  目前我國(guó)潤(rùn)滑油主體結(jié)構(gòu)仍以礦物油為主,可見(jiàn)泄漏或排放至環(huán)境中的礦物油數(shù)量仍很龐大,而礦物油型潤(rùn)滑劑的生物降解性差,當(dāng)它散落到地面或者進(jìn)入水中將逐漸堆積形成不易降解的碳?xì)浠衔铮苯游廴就寥篮退?;且廢礦物油中含有可揮發(fā)性的苯系物、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物和少量重金屬,被《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》歸為HW08類(lèi)具有毒性和易燃性的危險(xiǎn)廢物。因此,潤(rùn)滑油脂的泄漏和廢棄潤(rùn)滑油脂的非正規(guī)處置或無(wú)序排放都會(huì)給生態(tài)環(huán)境和人們的身體健康帶來(lái)極大的危害。

                  為保護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì),國(guó)內(nèi)外已將"潤(rùn)滑劑與環(huán)境問(wèn)題"提到議事日程,許多國(guó)家制定了環(huán)境保護(hù)條例,提出了明確的保護(hù)要求,并致力于可生物降解潤(rùn)滑劑的開(kāi)發(fā)和研究。

                  我國(guó)相關(guān)環(huán)保法規(guī)也在不斷完善,特別是《中華人民共和國(guó)長(zhǎng)江保護(hù)法》已于2021年3月1日起施行,《中華人民共和國(guó)黃河保護(hù)法》也于2023年4月1日起施行。這兩部法律的實(shí)施使長(zhǎng)江和黃河流域內(nèi)的水污染防治、生態(tài)修復(fù)和綠色發(fā)展有了明確的法律依據(jù)和制度保障。兩部法律明確要求流域內(nèi)各企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)業(yè)升級(jí)和清潔化改造,推動(dòng)企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新減少污染物排放。其中,含油污水是重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象,而潤(rùn)滑油脂的泄漏和無(wú)序排放則是造成含油污水的一大來(lái)源。因此,兩大流域內(nèi)各庫(kù)區(qū)、水電站以及航行船舶、碼頭用潤(rùn)滑劑的生物降解性成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

                  環(huán)保法規(guī)的日臻完善已經(jīng)逐步倒逼國(guó)內(nèi)潤(rùn)滑油行業(yè)開(kāi)始研發(fā)和應(yīng)用相關(guān)可生物降解潤(rùn)滑劑,而非像以往僅停留在關(guān)注和研究層面。可以預(yù)見(jiàn),今后國(guó)內(nèi)可生物降解潤(rùn)滑劑市場(chǎng)需求潛力將得到進(jìn)一步挖掘和釋放,發(fā)展速度將逐漸加快。因此,針對(duì)國(guó)內(nèi)環(huán)境敏感區(qū)域的潤(rùn)滑需求,開(kāi)發(fā)可生物降解潤(rùn)滑劑具有重要的生態(tài)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

                  現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)認(rèn)可度較高的可生物降解潤(rùn)滑劑的定義是:"根據(jù)OECD 301或ASTMD5864 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),將測(cè)試潤(rùn)滑劑樣品與測(cè)試溶液混合后,經(jīng)過(guò)28天的分解過(guò)程,超過(guò)60%的潤(rùn)滑劑樣品被降解,并且殘留物是水、二氧化碳、微生物等無(wú)害物質(zhì)"。由于潤(rùn)滑劑中基礎(chǔ)油占比在80%~90%甚至更高,因此潤(rùn)滑劑的生物降解性基本由其所用基礎(chǔ)油的生物降解性決定。

                  添加劑在一定程度上會(huì)影響潤(rùn)滑劑的生物降解性能,但只要其無(wú)致癌性,不含氯、亞硝酸鹽和重金屬,毒性較低,則其對(duì)生物降解性的影響權(quán)重遠(yuǎn)低于基礎(chǔ)油。因此,可生物降解基礎(chǔ)油是開(kāi)發(fā)可生物降解潤(rùn)滑劑的關(guān)鍵因素。

                  目前,API標(biāo)準(zhǔn)I類(lèi),Ⅱ類(lèi),Ⅲ類(lèi)基礎(chǔ)油為礦物油,因其分子結(jié)構(gòu)和精制程度不同而存在較寬的降解范圍,其降解率在20.3%~58.2%之間,均屬于難降解物質(zhì);IV類(lèi)基礎(chǔ)油為聚α-烯烴(PAOs),100℃運(yùn)動(dòng)黏度小于4mm/s的PAO2,PAO4等可生物降解,但更高黏度的PAOs生物降解率低,也屬于不可生物降解的基礎(chǔ)油;V類(lèi)基礎(chǔ)油包括合成烴類(lèi)、合成酯、聚醚、聚苯醚、硅油、全氟聚醚、磷酸酯及烷基萘等,其中除合成酯具有固有的生物降解屬性外,其它V類(lèi)基礎(chǔ)油基本都較難降解。因此,目前可用的可生物降解基礎(chǔ)油主要為植物油和合成酯兩大類(lèi)。

                  植物油具有潤(rùn)滑性好、無(wú)環(huán)境毒害、資源可再生等優(yōu)點(diǎn),價(jià)格處于礦物油與合成酯之間,但存在高溫抗氧化性和水解穩(wěn)定性較差、低溫性能不佳以及品質(zhì)不穩(wěn)定等缺點(diǎn),使用場(chǎng)合受限較多,一般要通過(guò)生物改性或化學(xué)改性后才能使用,目前有在熱帶地區(qū)作為變壓器油以及改性后作為基礎(chǔ)油使用的案例。

                  合成酯基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)類(lèi)型多,可調(diào)控性強(qiáng),具有固有的生物降解性、低毒及原材料可再生等優(yōu)勢(shì)綜合性能良好,唯一不足就是成本顯著高于礦物油和植物油。

                  由于以往國(guó)內(nèi)環(huán)保法規(guī)缺失或不明晰,較高成本的合成酯雖然具有良好的生物降解性和潛在的顯著生態(tài)價(jià)值,但在滿(mǎn)足同等技術(shù)需求的前提下,出于直接的經(jīng)濟(jì)性考量,基礎(chǔ)油選型時(shí)往往會(huì)讓步于礦物油。但在當(dāng)前環(huán)保法規(guī)不斷趨嚴(yán)的情況下,這種情況正在逐漸改變,合成酯無(wú)疑成為開(kāi)發(fā)可生物降解潤(rùn)滑劑的最佳基礎(chǔ)油選擇,正以其優(yōu)異的綜合性能成為可生物降解潤(rùn)滑劑行業(yè)關(guān)注,研究及應(yīng)用的熱點(diǎn)。

                  合成酯的結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要有單酯、雙酯、多元醇酯、芳香酯、聚酯及復(fù)酯等,不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的合成酯具有各自的性能特點(diǎn)及主要應(yīng)用領(lǐng)域。
                  (1)單酯的黏度低,潤(rùn)滑性良好,主要應(yīng)用于金屬加工液中。
                  (2)雙酯的化學(xué)性能穩(wěn)定,蒸汽壓低,熱分解溫度高,氧化安定性良好,主要應(yīng)用于車(chē)用油、齒輪油和其它工業(yè)潤(rùn)滑油脂中。
                  (3)多元醇酯的潤(rùn)滑性好,蒸汽壓低,熱分解溫度高,較低的揮發(fā)性、高閃點(diǎn)、良好的熱安定性、對(duì)添加劑的溶解能力強(qiáng)且生物降解性能好,綜合性能優(yōu)異,主要應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)油、冷凍機(jī)油、壓縮機(jī)油、高溫鏈條油、難燃液壓油、金屬加工油/液、車(chē)用油、齒輪油和其它工業(yè)潤(rùn)滑油脂中。
                  (4)芳香酯的蒸汽壓低,熱分解溫度高,氧化安定性能良好,主要應(yīng)用于高溫鏈條油及壓縮機(jī)油中。
                  (5)聚酯的黏度覆蓋范圍廣,與礦物油的相溶性好,潤(rùn)滑性能突出,黏度指數(shù)高,剪切穩(wěn)定,具有優(yōu)異的氧化安定性、水解安定性和油膜強(qiáng)度,主要應(yīng)用于車(chē)用油、齒輪油、金屬加工油和其它工業(yè)潤(rùn)渭油脂中。
                  (6)復(fù)酯的黏度覆蓋范圍廣,潤(rùn)滑性能突出,黏度指數(shù)高,熱安定性好,主要應(yīng)用于車(chē)用油、齒輪油、金屬加工油和其它工業(yè)潤(rùn)滑油脂中。

                  雖然合成酯具有固有的生物降解屬性,但其生物降解率與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān);同時(shí),合成酯的分子質(zhì)量也對(duì)其生物降解率有重要的影響,不同結(jié)構(gòu)以及相同結(jié)構(gòu)不同分子質(zhì)量的合成酯的生物降解率也存在較大差異。

                  此外,不同生物降解率測(cè)定方法所得結(jié)果也存在一定的差異。不同結(jié)構(gòu)的合成酯生物降解率差異較大,而且同一結(jié)構(gòu)的合成酯生物降解性也存在著較大的差異,表現(xiàn)為生物降解率數(shù)據(jù)是一個(gè)較寬的范圍,說(shuō)明合成酯的精細(xì)結(jié)構(gòu)與生物降解性之間存在必然的聯(lián)系。因此,合成酯的生物降解性不能一概而論,并非所有合成酯都具有良好的生物降解性,必須結(jié)合其分子結(jié)構(gòu)、原材料來(lái)源、分子質(zhì)量等因素進(jìn)行具體分析。

                  根據(jù)目前的研究結(jié)果來(lái)看,單酯、雙酯由于分子結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單且分子質(zhì)量較小,其生物降解性普遍較好,僅小部分支鏈化度較高的單酯和雙酯的生物降解率較低,多元醇酯與之類(lèi)似,全部由直鏈酸制備的多元醇酯生物降解率較高。但實(shí)際應(yīng)用中,為了保證多元醇酯的低溫性能以及與冷媒相溶性等需求,制備時(shí)需要使用一定比例的支鏈酸,會(huì)對(duì)多元醇酯的生物降解率造成一定的負(fù)面影響,支鏈酸比例越高,生物降解率越低;鄰苯二甲酸酯和偏苯酸酯由于含有苯環(huán),整體生物降解率較低;二聚酸酯則由于分子質(zhì)量較高生物降解率不佳;主體結(jié)構(gòu)類(lèi)似于PAOs的聚酯決定了其缺乏生物降解性,其生物降解率與PAOs或礦物油相當(dāng),即生物降解率隨著黏度或分子質(zhì)量的增加而迅速下降;多元醇復(fù)酯有一定的生物降解性,但其生物降解率與其制備原材料來(lái)源以及分子質(zhì)量或黏度密切相關(guān),使用時(shí)須仔細(xì)篩選。

                  因此,目前可生物降解潤(rùn)滑劑多以雙酯和多元醇酯為主。

                  文章來(lái)源:《上海潤(rùn)滑油信息》

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