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金属减活剂和抗氧剂
发布时间:2019-01-28 10:31:01 文章来源:hualun

金属减活剂和抗氧剂

       金属减活剂,或称金属钝化剂,与抗氧剂,两者的效用最终都是为了减缓油品氧化的进程,但介入的途径和作用原理却区别很大,由于金属尤其是铜金属,在很早以前就已经被证实,即便微量的铜也能引起汽油氧化诱导期降低,因此,也有称金属钝化剂为抗催化添加剂。

 

 

       目前,石油添加剂的分类中将金属减活剂划入润滑油添加剂,而将金属钝化剂划入燃料油添加剂,润滑油在使用过程中,在有氧存在的条件下,受热尧光的作用而发生氧化变质,此时,若油中含有铜尧铁等属离子,即使含量很低,它们也能对油品氧化过程中的自由基链反应起加速作用,从而加快油品氧化速度。

 

金属减活剂的作用机理

金属减活剂是抑制金属对氧化和腐蚀起催化作用的润滑油添加剂

 

它有两种作用机理院

  • 成膜作用,即在金属表面生成化学膜,阻止金属及其离子进入油中,减弱其对油品的催化氧化作用。

     

  •  螯合作用,即与金属及其离子生成稳定的螯合物,或与沉淀的金属离子反应生成不溶物质,对金属离子的催化活性产生掩蔽作用,这两种机理可归纳为,金属减活剂是形成阻止催化氧化和引起腐蚀的阳极和阴极反应的惰性阻挡膜,通过抑制腐蚀,金属减活剂也能防止促进氧化的金属离子生成,金属减活剂分子,通过它的极性端建立起惰性阻挡膜,吸附在金属表面,而亲油端与润滑油融溶,金属减活剂品种有,苯三唑及苯三唑衍生物曰噻二唑及噻而唑衍生物曰杂环化合物。

 

抗氧化剂的作用机理

抗氧化剂是一种能提高油品的抗氧化性能和延长其使用或储存寿命的化学品,又称氧化抑制剂。众所周知,氧化反应无所不在,润滑油也不例外,润滑油与空气中的氧接触,加上一定的环境,温度其被氧化的可能性几乎是100%,如果再加上金属的催化则氧化的速度大幅提高,油品的自由基链反应是不可逆的,这些自由基进一步与烃反应生成醇尧醛尧酮和水等物质,如不加抑制或阻断,油品的氧化会不断地进行下去,直至整体的油品被氧化腐败殆尽,彻底报废

 

因此就需要有能抑制或阻断油品氧化的添加剂,抗氧剂可分为两大类院

  • 能消耗过氧化自由基并阻断链反应的抗氧剂,也称为自由基清除剂或链终止剂,通常叫做主抗氧剂。

     

  •  能分解氢过氧化物的抗氧剂,也称为氢过氧化物分解剂,通

          常叫做副抗氧剂。

 

主抗氧剂即自由基清除剂或链终止剂常见品种院

  • 酚型抗氧剂包括单酚型尧双酚型尧酚酯型尧酚胺型。

     

  • 胺型抗氧剂包括对-二异辛基二苯胺尧苯基-倩-萘胺。

     

副抗氧剂即过氧化物分解剂常见品种有院

  • 含硫化合物;

     

  • 硫磷化合物遥例如袁二烷基二硫代磷酸锌;

     

  • 硫氮化合物遥例如袁二烷基二硫代氨基甲酸酯;

     

  • 含铜抗氧剂院发动机油对抗氧剂的要求越来越苛刻,单独使用ZDDP已不能满足要求。有机铜化合物作为ZDDP的辅助抗氧剂效果明显,研究证明可溶性铜离子或金属铜对润滑油会起到催化氧化作用。

 

当铜化合物的含量低于40mg/kg 时,它起强氧化催化作用曰当铜化合物的含量达到200mg/kg 时,则成为抗氧剂,含铜抗氧剂分为,羧酸类有机铜盐化合物,

  • 例如烯基丁二酸铜等曰硫代磷酸铜盐类,

  • 例如二烷基硫代磷酸铜曰硫代氨基甲酸类,

  • 例如硫代氨基甲酸铜曰硫代烷基硼酸类,

  • 例如硫化烃基硼酸铜遥文字至此,

 

说明金属减活剂虽然最终起到减缓油品氧化的作用,但实际上它并不是直接参与油品的抗氧化活动,而是抑制了油品氧化反应中一个重要因素,即金属的催化作用,减活剂先期使金属钝化,减缓了金属对油品氧化的催化作用,间接地起到油品抗氧化作用,金属减活剂的组成结构导致它的油溶性必定要比其他类型的抗氧剂差

 

所以并不是所有的润滑油中都能添加,哪怕是很少的加入量,必要时,往往需要由其他的抗氧剂携带或助溶下溶入油中,以苯三唑为例,苯三唑是水溶性的,几乎不溶于润滑油,需添加助溶剂才能溶入油里,也有开发苯三唑的衍生物来改善它的油溶性。

 

金属减活剂一般不单独使用而是与抗氧剂复合使用

  • 苯三唑衍生物与屏蔽酚型抗氧剂复合,能大大提高油品的抗氧化性能。

  • 苯三唑衍生物与二硫代氨基甲酸酯型抗氧剂复合,能大大提高后者的抗氧化能力。

  •  酚型尧胺型抗氧剂与金属减活剂三元复合,其抗氧效果比单一抗氧剂更好。

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