潤滑油氧化安定性

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1、抗氧化安定性1．什么叫潤滑油氧化？潤滑油在使用和貯存過程中，與空氣中的氧氣接觸，在一定的條件下，便會發(fā)生化學(xué)變化，而產(chǎn)生一些新的氧化產(chǎn)物，如酸類、膠質(zhì)等。這些氧化產(chǎn)物聚集在油中，使油不論在外觀或理化性質(zhì)上都會發(fā)生變化，如顏色變暗、粘度增加、酸性增大，并且可能會有沉淀物析出。象這樣的化學(xué)反應(yīng)，稱為潤滑油的氧化。2．氧化深度與哪些因素有關(guān)？（1）潤滑油的化學(xué)組成以及這些組成的數(shù)量。（2）溫度條件。（3）氧化時間。（4）金屬及其它物質(zhì)的催化作用。3．什么叫潤滑油的氧化安定性？潤滑油在一定的外界條件下，抵抗氧化作用的能力，稱為潤滑油的抗氧化安定性。2．測氧化安定性對生產(chǎn)和

2、使用有何意義？測定潤滑油的氧化安定性雖然不能充分地表示出潤滑油的使用特性，但供判斷潤滑在使用過程中的氧化傾向，從而間接了解精制深度及可能使用的年限，在一定程度上評定潤滑的使用價值，仍有一定意義。由多種不同的烴類混合組成的潤滑油，其氧化過程是十分復(fù)雜的。因為潤滑油的組成成分不同外界氧化條件不同，因此生成的氧化物也不同。屬于酸性氧化產(chǎn)物的有羧酸、酚等，深度氧化還會生成低分子酸。這些產(chǎn)物會使酸值增大，故氧化后酸值的大小可作為油氧化程度的指標(biāo)之一。同時也可作為能否長期使用的標(biāo)準(zhǔn)。但有時氧化僅能形成小部分酸性物質(zhì)，大部分則形成中性產(chǎn)物。屬于中性氧化產(chǎn)物的有醇類、酮類、脂類、

3、膠類及瀝青質(zhì)等。這些產(chǎn)物和它們之間的縮合物，能生成深色沉淀。往往有些油在氧化很深時，酸值反而降低，這是由于生成了不溶于油的高分子酸沉淀物。故深度氧化時推測油的抗氧化安定性，除酸值外，還有一項沉淀物含量的指標(biāo)。潤滑油的抗氧化安定性愈好，則按此方法氧化后所測得的酸值、沉淀物含量就越小，使用時造成的危害也越小。反之，潤滑油的抗氧化安定性差，則氧化后生成的氧化產(chǎn)物多，使用時造成的危害也大。如生成的有機酸類（特別是當(dāng)有水存在時）能腐蝕金屬，縮短金屬設(shè)備的使用期限，酸與金屬作用生成的皂化產(chǎn)物，更能加速油的氧化。此外，對于絕緣油來講，酸性產(chǎn)物能使浸入油中的纖維質(zhì)絕緣材料變壞、污

4、染油質(zhì)、降低油的絕緣強度。能溶于油的中性膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，可加深油的顏色，增大粘度，影響正常的潤滑和散熱作用。不溶于油的氧化產(chǎn)物，在汽輪機油系統(tǒng)中，特別是在冷油器溫度較低的地方，析出較多的沉淀，使傳熱效率降低。如沉淀物過多時，會堵塞油路，威脅安全運轉(zhuǎn)。在變壓器中沉淀物沉積在變壓器線圈表面，堵塞線圈冷卻通路，易造成過熱，甚至燒毀設(shè)備。如果沉淀物在變壓器的散熱管中析出，還會影響油的對流散熱作用。因為汽輪機油和絕緣油在運行中都有不斷被氧化的特性，故必須做抗氧化安定性的試驗，否則，單憑酸值、粘度合格，也不能肯定是否可長期使用。4．烴的氧化在各類烴中，高溫條件下，氧化順序為：烷

5、烴＞環(huán)烷烴＞芳香烴5．烴的氧化烷烴氧化首先是產(chǎn)生化學(xué)活性高的自由基，然后通過一系列自由基鏈反應(yīng)，與氧作用生成相應(yīng)的醇類、醛類、酮類、有機酸等含氧非烴成分，這些成分還會進一步氧化，生成羥基酸，酯類等物質(zhì)。隨著氧化的進行，分子中氧元素增多，相對分子量逐漸增大，最終成為粘稠液體或膠質(zhì)，固體沉淀等。環(huán)烷烴一般比烷烴難以氧化，氧化主要發(fā)生在烷基側(cè)鏈上，環(huán)狀結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。只有溫度較高時才可能出現(xiàn)斷環(huán)生成含氧化合物，一般側(cè)鏈成分增多，相對分子量增大，氧化安定性變差。芳香烴中，無側(cè)鏈的芳香烴在液相時氧化傾向極小。氧化主要傾向是在碳和氫之間加入氧生成酚及其大分子膠狀縮合物。芳香烴也

6、隨側(cè)鏈成分增多，氧化安定性變差。6．氧化最終產(chǎn)物烴→過氧化物→羧基酸→羥基酸→半交酯→瀝青質(zhì)酸→碳青質(zhì)烴→過氧化物→膠質(zhì)→瀝青質(zhì)→半焦油質(zhì)過氧化物、羧基酸、膠質(zhì)成分可溶于油中，過氧化物、羧基酸有腐蝕作用；羥基酸、半交酯、瀝青質(zhì)微溶于油中，沉淀部分為粘稠物質(zhì)，易附著在金屬表面，高溫時轉(zhuǎn)化為漆狀物，羥基酸對金屬有腐蝕作用。瀝青質(zhì)、半焦油質(zhì)、碳青質(zhì)這些成分以深褐色或黑色的固體粉末狀細(xì)小微粒懸浮在油中，當(dāng)聚集成大顆粒時從潤滑油中沉淀下來。進過深度氧化的潤滑油，內(nèi)部化學(xué)成分氧元素增多，相對分子量增大，烴成分轉(zhuǎn)變?yōu)楹醴菬N物，外觀顏色變深，沉淀增多，腐蝕性增大。7．氧化機理烴

7、的氧化本質(zhì)是一系列通過自由基的鏈反應(yīng)過程。（1）自由基：帶自由電子的原子或原子團。由分子受熱、光輻射、電等能量的作用發(fā)生分解產(chǎn)生的。自由基電子未成飽和電子對，是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，具有很高的化學(xué)活性，試驗證明，自由基與分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需的活化能一般在40KJ以內(nèi)，少數(shù)為41.8-83.6KJ。而當(dāng)飽和分子間發(fā)生反應(yīng)的時候，所需活化能可以達到300-400KJ。二者差別非常明顯。（2）鏈的開始：產(chǎn)生自由基能量較高，為300~400KJ，能量來源于較高溫度的熱能，熱輻射和金屬器壁催化作用。（3）鏈傳遞：自由基與烴分子或空氣中氧發(fā)生作用。特點是鏈傳遞中自由基數(shù)目沒有減

8、少，是由一