润滑油添加剂的作用与未来趋势
润滑油添加剂如何发挥作用？
每种添加剂的作用方式不同，可在基础油和整体成品润滑油上发挥其作用。
粘度指数改进剂
这些添加剂通常是长链、高分子量聚合物，它们会根据温度改变它们在润滑剂中的构型。当润滑剂处于寒冷环境中时，这些聚合物采用盘绕形式，以最大限度地减少对粘度的影响。另一方面，在炎热的环境中，它们会变直，使油产生增稠效果。
虽然使用高分子量聚合物更可取（因为它们提供更好的增稠效果），但这些长链分子也会因机械剪切而降解。因此，必须在分子量和剪切稳定使用条件之间取得平衡。
摩擦力改进剂
这些通常与抗磨和极压添加剂争夺表面空间。然而，当 AW 和 EP 添加剂尚未激活时，它们会被活化。因此，它们会形成物理吸附的极性可溶性产物或摩擦化学减摩碳层的薄单分子层，其摩擦性能低于 AW 和 EP 添加剂。
根据其功能，有不同组的摩擦改进剂。有些是机械作用的 FM（固体润滑化合物，例如二硫化钼、石墨、PTFE 等）、形成 FM 的吸附层（例如脂肪酸酯等）、形成 FM 的摩擦化学反应层、形成 FM 的摩擦聚合物和有机金属化合物。
消泡剂
当润滑剂中形成泡沫时，微小的气泡会滞留在表面或内部（称为内部泡沫）。消泡剂通过吸附在泡沫气泡上并影响气泡表面张力起作用。这会导致聚结并打破润滑剂表面的气泡。
对于在表面形成的泡沫，称为表面泡沫，使用表面张力较低的消泡剂。它们通常不溶于基础油，必须精细分散才能在长期储存或使用后保持足够的稳定性。
另一方面，内部泡沫是润滑剂中精细分散的气泡，可以形成稳定的分散体。常见的消泡剂旨在控制表面泡沫但稳定内部泡沫。
氧化抑制剂
抗氧化剂有两种主要形式：一级和二级抗氧化剂。
初级抗氧化剂，也称为自由基清除剂，可去除油中的自由基。最常见的类型是胺类和酚类。
二级抗氧化剂旨在消除过氧化物并在润滑剂中形成非反应性产物。包括二硫磷酸锌（ZDDP）和硫化酚。
混合抗氧化系统也存在两种抗氧化剂具有协同关系的地方。一个例子是酚类和胺类之间的关系，其中酚类在氧化过程中早期耗尽，而胺类在后期耗尽。另一个例子是使用初级和次级抗氧化剂来去除自由基和氢过氧化物。
防锈剂和缓蚀剂
防锈剂和缓蚀剂通常是长烷基链和极性基团，可以以密集堆积的疏水层形式吸附在金属表面。
然而，这是一种表面活性添加剂，因此，它与其他表面活性添加剂（如抗磨剂或极压添加剂）竞争金属表面。腐蚀助剂主要分为两类：防锈添加剂（用于黑色金属）和金属钝化剂（用于有色金属）。
洗涤剂和分散剂
洗涤剂是极性分子，可去除金属表面的物质，类似于清洁作用。然而，一些洗涤剂也具有抗氧化特性。洗涤剂的性质尤为重要，因为含金属的洗涤剂会产生灰分（通常是钙、锂、钾和钠）。
另一方面，分散剂也具有极性，它们将污染物和不溶性油成分悬浮在润滑剂中。它们最大限度地减少了颗粒结块，从而保持了油的粘度（与导致增稠的颗粒聚结相比）。与洗涤剂不同，分散剂被认为是无灰的。它们通常在低工作温度下工作。
抗磨添加剂
这些通常是极性的，带有长链分子，这些分子吸附在金属表面以形成保护层。这可以减少轻微滑动条件下的摩擦和磨损。通常，这些添加剂由酯、脂肪油或酸形成，它们只能在系统内的低或中等压力水平下起作用。
最常见的抗磨形式是 ZDDP，用于发动机油或液压油。另一方面，对于需要该特性的系统，也存在无灰磷类型的抗磨剂。
极压添加剂
与抗磨添加剂不同，极压添加剂与滑动的金属表面发生化学反应，形成相对不溶的表面膜。该反应仅在较高温度下发生，有时在 180-1000°C 之间，具体取决于所用 EP 添加剂的类型。
必须注意的是，即使润滑剂中存在 EP 添加剂，在磨合期间仍会有一些磨损，因为添加剂尚未在表面形成保护层。
极压添加剂还必须针对它们所保护的系统进行设计，因为不同的金属具有不同的反应性（为钢对钢系统设计的极压添加剂可能不适用于青铜系统，因为它们与青铜的反应性不同）。
EP 添加剂还有助于抛光滑动表面，因为当凹凸面接触且局部温度最高时，它们会经历最显着的化学反应。它们往往是由含有硫、磷、硼酸盐、氯或其他金属的化合物制成的。
润滑油添加剂会随着时间的推移而降解吗？
如前所述，大多数添加剂会随着时间的推移而耗尽，因为它们会耗尽其各种功能。抗磨和防锈添加剂不断覆盖在接口金属的表面。
这会导致它们的初始浓度随着时间的推移而降低，直到达到添加剂浓度过低而无法提供任何保护的程度。在这种情况下，它没有退化，而是耗尽了。
在早期，由于过滤，添加剂与成品润滑油的分离问题普遍存在。然而，随着技术的发展和更好的实践，这不再是运营商面临的常见问题。
过去，操作员会注意到过滤器经常堵塞，随后添加剂浓度降低，导致油品得不到保护。经常会注意到添加剂在静止一段时间后沉降到油桶的底部。
从本质上讲，润滑油添加剂不会随着时间的推移而真正降解，相反，它们的浓度会耗尽，这有助于润滑油比添加剂浓度较高的成品润滑油降解得更快。
润滑油添加剂的创新和未来趋势
润滑油添加剂的未来发展趋势会是怎样的？它们会逐渐被淘汰吗？
根据目前的行业发展和技术创新，润滑油添加剂不仅不会消失，反而将继续演进以适应更高的行业标准和环保要求。以下是一些关键点：
1. 技术进步：随着化学领域的不断进步，新型添加剂不断被开发出来，以提升润滑油的性能，满足设备在更高温度、更高压强和更恶劣环境下的运行需求。
2. OEM需求驱动：原始设备制造商（OEM）正在推动化学家开发新一代添加剂，这些添加剂能够适应他们新型设备的特定要求。
3. 环保趋势：环保法规的加强和市场对绿色产品的需求促使行业寻求更环保的添加剂配方。目前，许多添加剂中含有的金属成分对环境有害，因此，研究者正在寻找更安全的替代材料。
4. 摩擦学研究：在摩擦学领域，科学家们正在研究新的方法来减少摩擦和磨损，这不仅能够提高能源效率，还能提升燃油效率，对润滑油添加剂的性能提出了新的要求。
5. 长期需求：由于所有运动的机械都需要润滑，而基础油本身无法完全满足在极端温度和其他条件下的润滑需求，润滑油添加剂的存在仍然是必要的。
综上所述，润滑油添加剂的组成和功能将会随着时间和技术的发展而变化，但它们在可预见的未来仍将继续作为润滑油的重要组成部分，为各种机械提供必要的保护和性能提升。
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