机油的化学成分是什么

题目

机油的化学成分是什么
机油主要的化学成分是什么?还有它的化学方程式是什么?

答案

调配润滑油的时候,石油化学工程师们在机油里调制了比例适当的添加剂.因为单靠基础油并不能满足发动机油诸多的性能要求,基础油是从石油中提炼的精选成份,具有最基本的粘度特征,而添加剂是化学物质,用以改善和提高机油的品质.现在我们知道了,润滑油是基础油和添加剂两部分组成的.基础油可以是矿物油,也可以是合成油.所谓矿物油,即是直接从石油精炼的用于制作润滑油的物质.而合成油是利用原油或煤炭中较轻的乙烷、丙烷等裂解成乙烯,再经复杂的化学变化将它们***而成的物质,物理化学性能稳定,不含杂质,比矿物油具有许多天然的优点.配制添加剂的时候,不能片面强调某些单项性能.事实上,优质润滑油表现的是一种综合性能 机油的组成 机油主要可分为基础油和添加剂两部分 基础油: (1)矿物油--Mineral 从原油中提炼而成的,此种基础油因受限于原油先天性质,原油的来源,炼制技术,成本等等,在黏度指数,流动点和氧化稳定度方面便有一定的限制要靠添加剂来改善. (2)合成油--Synthetic 就是把矿物基础油用酯类(Easter)或聚烯类(PAO:Poly-Alfa-Olefine)来取代,再和添加剂参配,就是合成机油,而若是基础油全用酯类或聚烯类取代,便称为全合成机油(Fully-Synthetic Oil)若只有用部分则称为半合成机油(Partial-Synthetic Oil). (3)植物油--Vegetable 顾名思义就是从植物所提炼而成的,如黄豆油(Soybeam Oil)篦麻油(Castor Oil),而castor oil使用较广泛,因为它能够在铁或钢的表面形成一层薄膜,现在有些试验性的赛车用油即采用植物油 (4)动物油--Animal 通常用在齿轮的润滑上,如抹香鲸油(Sperm Oil)有非常良好的抗磨和抗压的特性,它用于多数的有限度滑动的差速器. 至于真正发挥机油功能的添加剂,则为了配合不同的基础油的化学特性而稍作调整外,其功效是完全相同的. 添加剂: (1)清净剂--Detergent 引擎在高温操作时会产生结胶(Vanish)和积碳(Carbon)的现象,这些必须靠机油中的清净剂来清除,其成分为金属盐类. (2)驱散剂--Dispersant--或称分散剂 引擎在低温操作时,如非高速长时间行驶,会产生所谓的油泥(Sludge)为防止其产生,机油中必须添加驱散剂,将油泥均匀的分散在机油中避免油泥沉积在机油滤清器,汽门推杆及活塞环上,造成润滑油路不顺而致使未被润滑的部分凿成磨损. (3)抗氧化剂--Anti-Oxidant 机油在引擎的高温下,特别容易与空气造成氧化反应,机油氧化之后颜色会加深,黏度会提高,因而增加机油帮浦及引擎的负荷,同时氧化之后产生的有机酸也会腐蚀引擎的零件,因此保持机油的氧化稳定性是很重要的,尤其是在极高温的涡轮引擎. (4)防锈添加剂--Anti-Rust Additive 为防止引擎的金属零件生锈,理所当然必须添加防锈剂,此种添加剂的成份均含有一极性基(Polar Radical),利用分子间的极性吸附于金属表面,保护金属免受空气,水分及盐分侵蚀而生锈. (5)抗腐蚀添加剂--Anti-Corrosion Additive 与防锈添加剂一样,但前者用于保护铁族金属(Ferrous Metal)之零件而后者则用于保护非铁金属(Non-Ferrous Metal)和合金(Alloy)零件免于硫份和有机酸之腐蚀 . (6)黏度指数改善剂--Viscosity Index Improver 基础油受限于原油之本质,其黏度指数只能藉提炼制程改善至一定程度之后便须靠黏度指数改善剂了,也因为黏度指数改善剂的发明才有复级黏度的机油产生. (7)流动点抑制剂--Pour Point Depressnat--又称流动点下降剂 所谓流动点就是测定某一特定油料,当其开始不能流动的那一点温度,便是流动点,机油中或多或少都会有一些蜡的成份(蜡虽然在基础油炼制时已经用溶剂消除,但仍然不能达100%),而这些蜡在低温一旦成为晶体固结时,会阻止机油的流动,为了使引擎在冬天能够顺利启动,必须在机油中添加抑制剂使流动点降低,阻止蜡份结晶,而适应寒冷的气候. (8)抗磨损添加剂--Anti-War Additive 引擎在高温高压的情况下会出现所谓的接口润滑(Boundary Lubrication)的情况,也就是金属活动面在高热膨胀的情况下,将油膜挤开,而形成金属与金属之间的直接摩擦,为防止这种情况产生,必须添加抗磨损添加剂这种添加剂在接触金属时,便发生化学作用,而产生一层保护膜来保护金属使之在彼此接触时免于磨损. (9)消泡剂--Anti-Foaming Agent 机油在引擎内被反复的搅动,自然会产生泡沫,而有泡沫的地方就是没有油膜的地方,引擎便失去保护,而另一方面,有泡沫的地方,同时也代表与空气的接触面增大了,也加速其氧化,因此需添加消泡剂以避免泡沫之产生. (10)染色剂--Dye 其功能有二:1.识别用,如汽车之自动变速箱油(ATF:Automatic Transmission Fluid)均染成红色,以便漏油时有利辨识维修； 2.行销广告用,例如日本的二行程机油大部分都染成淡蓝色或红色除了美观外,并可用以广告其润滑油中之基础油精练程度高,颜色淡,才有可能染色. (11)碱性添加剂--Alkaline Additive 又称总碱价提升剂(Total Base Number Booster)其作用在于提高润滑油中碱性物质的剂量其功效即是中和燃料(汽,柴油)中所含之硫份因燃烧后产生的酸性硫化物免的汽缸内壁(Cylinder Wall)及活塞环(Piston Ring)等被这些酸性物质所腐蚀. (12)极压添加剂--Extreme Pressure Additive 多为硫化物,氯或磷之添加剂,在发生接口润滑时,能给予金属良好的保护其能防止金属面发生镕接(Welding),崩蚀(Spalling),及咬痕(Galling)等等,如市面上常有些润滑油或油精的广告宣称在转动的金属上能够承受多大的压力,此类便多半是靠极压添加剂的功用. (13)乳化剂--Emulsifying Agent 乳化剂的目的在使润滑油中的水分产生乳化现象,防止水分和金属表面接触而产生腐蚀作用,常用的乳化剂有菜仔油,牛油,金属皂盐等等. (14)中度极压添加剂--Mid Extreme Pressure Improver 一般为极性化合物,对金属表面不起化学作用,但分子的一端附着于金属表面极难分辨,所以能承受的负荷比纯矿物油来的高,也可以称为油性剂(Oiliness Agent). (15)完全极压添加剂--Full Extreme Pressure Improver 大多数完全极压添加剂多含有硫磺,氯化磷的化合物适合添加在负荷高而且摩擦速度快的润滑油上,但是只有在遇到重负荷的时候极性油膜被破坏产生高温,而此高温时完全极压添加剂才会发生作用而形成化合物,在摩擦面之间形成一层固体润滑剂,代替已经破坏的液体油膜,一般极压添加剂都有缓和液体油膜被破坏的效果,故亦称为油膜增强剂.