合成基礎油及應用(中)

2007-04-05

合成基礎油及應用(中)

吳世榮

（續上期）
1.1 聚丁烯 Polybutenes
聚丁烯是正丁烯和異丁烯在控制的條件下聚合而合成。一般並不將聚丁烯視為合成基礎油，因為它本身的潤滑特性並不好。經由上述程序所產製的低分子量物質具有潤滑的特性，但是其高分子量物質，就是我們常見到的聚異丁烯Polyisobutylenes（PIBs），則大都用作黏度指數增進劑和增稠劑的掺配運用。



1.1.1 聚丁烯的特性：
‧ 潤滑特性平平。
‧ 黏度指數VI約在70~110之間。
‧ 應用上的一項重要特性是分解溫度，當溫度約達300℃時，會完全的分解成氣態的產物，不殘留積垢。
‧ 介電能力強。
1.1.2 聚丁烯在潤滑油品的應用：
聚丁烯主要的用途為電氣絕緣油，地下高壓電纜的充填油。在鋁壓延抽伸上用量相當大，尤其是鋁加工後需進行退火的作業。一般是作為添加劑的組成，例如合成潤滑油裡頭黏度增進劑的增稠介質。聚異丁烯則作為低煙二行程機油的主要基礎油成分。

1.2 環脂肪族 Cycloaliphatics
環脂肪族是合成碳氫的一種，具有特殊的性質而少量用於潤滑上，可見於脂肪族和碳氫所組合成的牽引油液中。環脂肪族具有一封閉的環狀結構（如環己烷）連結著直鏈或支鏈（如烷基族）。
環脂肪是典型具牽引力的油液，在高應力的狀況下會產生如玻璃狀的結構。因為具有高牽引係數 可確保高效的剪力傳遞，這個特性被有效的利用在扭力傳動油液的應用中，當油液處於高剪應力時，黏度會大幅的上升。在潤滑的功能方面可以避免熔接及金屬表面之間高負荷導致表層的剝落。

1.4.1 環脂肪族的特性:
‧ 在高剪力的情況下產生高牽引係數。
‧ 避免抗磨軸承的滾動件在高負荷和速度操作條件下產生打滑的現象。

1.4.2 環脂肪族在潤滑油品的應用:
‧ 環脂肪族通常用作特殊潤滑油品的添加劑。
‧ 作為無段變速系統承受剪力的傳送油液。

2. 有機酯Organic Esters:有機酯是最早使用的合成基礎油。在二次大戰期間，德國的化學家用有機酯掺配在礦油中以改善低溫特性並且填補礦油供給量的不足。接著在50年代開始用作航空器的噴射引擎潤滑油，現在則是所有航空噴射引擎潤滑油必要的基礎油。同時也是許多低溫滑脂的基礎油。有機酯含有氧的成分，是由醇類和有機酸反應產生。它可分為雙酯酸和多元酯兩種類別。酯的產生類別則根據作為鹼基的有機酸以及醇（第一級、第二級、第三級）的使用而定。



1.1 雙酯酸 Dibasic Acid Easters
雙酯酸是由有機酸二鹼鹽類（具有兩個羧基COOH）和具有一氫氧根的醇類(單一羥基OH)反應形成。從結構來看，雙酯酸將其酸置於中央，而醇則附在尾端。這樣的安排和多元酯是不同的。許多種的雙酯酸的特性是按酸和醇的組分而定。
1.1.1 雙酯酸的特性:
‧ 高溫及氧化穩定性良好，剪力穩定性良好。
‧ 優異的低溫流動性，低流動點。

‧ 吸溼性強，水解穩定性不好，防銹性平平。
‧ 黏度指數VI平平。
‧ 金屬濕潤性良好，油膜強韌。
‧ 和漆類及油封材質會起反應（油封膨脹）。
‧ 和礦物油相容。
‧ 能將積垢產物溶解懸浮於其中，保持金屬表面潔淨。
‧ 揮發度低。

1.1.2 雙酯酸在潤滑油品的應用:
‧壓縮機油 如：Mobil Rarus 800系列
‧雙酯酸作為掺配車用引擎油的基礎油成分之一
‧雙酯酸過去常用作舊型噴射引擎油的基礎油，現在大都被多元酯取代。

1.2 多元酯Polyol Esters
多元酯是由醇和兩個或多個氫氧根（多羥基醇含一元酸）反應而形成。如上所述，和雙酯酸不同，多元酯的結構是將多元結構置於中央，而酸基的根部附於旁邊。如同雙酯酸一般，多元酯的物理性質也因選擇不同的多元醇或酸而有差異。例如三羥甲醇丙烷Trimethylolpropane及異戊四醇Pentaerythritol兩者是最常用的多元醇，酸則是從動植物油中取得。

1.2.1 多元酯的特性:
‧ 優異的高溫穩定性優於雙酯類。
‧ 低溫特性及水解穩定性和雙酯類很接近。
‧ 黏度指數VI可能低於雙酯類。
‧ 可能比雙酯類更容易和漆類及油封材質起反應（油封膨脹）。
‧ 其他特性和雙酯類很接近。


1.1.1 多元酯在潤滑油品的應用:
‧ 冷凍機油：如Mobil EAL Arctic系列
‧ 引擎機油：作為掺配Mobil 1的基礎油成分之一
‧ 航空噴射引擎：如Mobil Jet II, 254
‧ 多元酯溶解於冷媒(臭氧層親和氟碳HydrofluorocarbonHFC)的特性近年來廣為使用作冷凍機油。多元酯也是R134a(非氯HFC冷媒)冷凍系統選用的潤滑油。同時也是環保生物降解要求的潤滑油。

2. 多元醇 Polyglycols
（下期續）