聚甲基丙烯酸酯类黏度指数改进剂的研究进展

黏温性能是润滑油的一项关键指标,在润滑油中添加黏度指数改进剂,可改善油品的黏温性能,使其低温下保持良好流动性,高温下保持适当黏度。随着国际上对节能减排的日益严苛,低黏度节能型润滑油开始引起润滑油厂商的重视,聚甲基丙烯酸酯(PMA)又重新焕发活力,引起了人们的重视。PMA类黏度指数改进剂在润滑油配方中需求逐渐增多。虽然PMA类黏度指数改进剂具有低的黏度、高的黏度指数、优异的低温性能,但是存在着热稳定性和剪切稳定性差的问题。为了改善PMA的性能,需要引入不同的烯烃单体和甲基丙烯酸烷基酯共聚。本文介绍了国内外PMA类黏度指数改进剂的研究状况,并以不同功能的烯烃单体为分类依据进行总结,分析了不同烯烃单体对PMA类黏度指数改进剂性能的影响。通过引入含极性官能团单体、烷基烯烃单体、芳基烯烃单体、植物基烯烃单体等方法,赋予PMA分散性能、剪切稳定性能、抗磨性能、减摩性能、生物降解性能。

HSD黏度指数改进剂评价和性能改进

分析了国内外两种星形氢化苯乙烯-二烯聚合物(HSD)黏度指数改进剂微观结构和使用性能差异,研究了国产HSD黏度指数改进剂的抗氧和清净性能改进方案,并进行了清净性能发动机台架评定。结果表明,两种HSD黏度指数改进剂产品单臂结构基本相同,臂数有所差异;同国外同类产品相比,国产HSD黏度指数改进剂的稠化能力和剪切稳定性能略差,但低温流动性能相对较好;屏蔽酚抗氧剂可以改善国产HSD黏度指数改进剂的抗氧性能;磺酸盐清净剂可以改善国产HSD黏度指数改进剂的清净性能;发动机台架实验结果显示,配方改进后采用国产HSD黏度指数改进剂配制的发动机油具有良好清净性能,满足欧洲汽车工业协会(ACEA)规格C系列产品要求。

氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂研究概述

对国内外氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂的开发历程、市场概况、发展现状等进行了较为系统的总结,并对氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂的基本分类、性能特点及制备方法进行了简要的归纳,最后指出了氢化苯乙烯-二烯烃共聚物类黏度指数改进剂未来的发展方向和趋势。

国产mPAO150基础油在黏度指数改进剂方面的应用研究

为推进黏度指数改进剂的国产化替代,进一步拓展mPAO基础油的应用领域,文章考察了国产mPAO150基础油作为黏度指数改进剂在0W-20汽油机油、75W-90 GL-5重负荷车辆齿轮油、L-HS 46低温液压油等高端润滑油的应用可行性。试验结果表明:采用国产mPAO150基础油调制的0W-20汽油机油、75W-90 GL-5重负荷车辆齿轮油、L-HS 46低温液压油理化性能均满足指标要求,与OCP、PMA、HSD等常用的进口黏度指数改进剂相比,剪切安定性、抗结焦性能具有突出优势,可替代进口黏度指数改进剂。

黏度指数改进剂HSD的增粘机理

对聚苯乙烯-氢化聚二烯嵌段共聚物(HSD)改性的150SN润滑基础油的性能进行了测试。研究表明HSD具有优异的增粘能力和抗剪切稳定性。动态激光光散射实验表明HSD在溶液中是以胶束形式存在,胶束的流体力学半径(Rh)对温度有依赖性。温度升高,HSD的流体力学半径逐渐增大,在45℃左右,流体力学半径突然减小。实验发现不同的溶剂有不同的转变温度,但变化趋势基本相同。动态流变测试表明随着频率的增加,加入HSD的基础油的弹性模量和损耗模量均增加。在低频时主要表现为弹性效应,高频时则主要表现为粘性效应。随着温度的升高,润滑油的损耗模量逐渐减小,其弹性模量在60℃左右有一个转折点。

黏度指数改进剂对基础油性能的影响

用凝胶色谱测定乙丙共聚物(OCP)和氢化苯乙烯异戊二烯(SDC)黏度指数改进剂的分子量和分散度,用运动黏度测定法、高温高剪切表观黏度测定法测定OCP和SDC在4类基础油中的运动黏度和高温高剪切表观黏度,用柴油喷嘴测定法测定其100℃下的剪切稳定性,用冷启动模拟机法测定其-15℃与-20℃的低温动力黏度。结果表明:SDC分子量小于OCP,但分散度大于OCP,在相同基础油中其黏温性能、剪切稳定性优于OCP类;在4类基础油中,OCP和SDC的黏温特性表现为Ⅳ类>Ⅲ类>Ⅰ类,稠化特性表现为Ⅳ类>Ⅰ类>Ⅲ类>Ⅱ类,剪切稳定性表现为Ⅳ类>Ⅲ类>Ⅱ类>Ⅰ类;OCP和SDC稠化油的-15℃以及-20℃的低温动力黏度与基础油相当。

乙丙共聚型黏度指数改进剂剪切稳定指数的影响因素

采用连续聚合工艺制备了乙丙共聚型黏度指数改进剂,考察了相对分子质量及其分布、乙烯含量及序列结构对其剪切稳定指数(SSI)的影响。结果表明,在研究范围内,增加乙烯含量、降低相对分子质量及其分布,均有助于SSI的降低,提高黏度指数改进剂的剪切稳定性。另外,乙烯平均序列长度的增加及丙烯平均序列长度的下降均有助于SSI的下降。

黏度指数改进剂HSD的分子结构

对黏度指数改进剂氢化苯乙烯/共轭二烯烃(丁二烯、异戊二烯)共聚物(HSD)进行了FT-IR、1H-NMR和DSC测试,研究表明,HSD是一种高度氢化的高丁二烯含量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,苯乙烯的质量分数为18.50%,丁二烯的质量分数为81.50%,丁二烯氢化度为98.20%。通过凝胶色谱GPC测试,HSD12F数均分子量为4.59×105g/mol,单臂数均分子量为6.47×104g/mol,表明HSD12F是一种星型的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,其臂数为7.10,耦合效率为86.44%,耦合效率越高,增粘性能越好。通过DSC测试,表明HSD12F软段氢化丁二烯的玻璃化转变温度为-76℃,不存在微晶结构。

润滑油黏度指数改进剂用乙丙共聚物研究进展

详细介绍了润滑油用黏度指数改进剂的品种及应用性能。乙丙共聚物黏度指数改进剂因其稠化能力强、剪切稳定性好、原料来源丰富、工艺简单等优点,得到了广泛的推广和应用。在对国内外乙丙橡胶的发展、生产格局进行综述的基础上,重点介绍了二元乙丙橡胶用于黏度指数改进剂的科研进展以及我国二元乙丙橡胶生产及研究开发情况,进而对国内二元乙丙橡胶的开发提出了指导性建议。

国内外OCP类黏度指数改进剂的结构与使用性能对比研究

研究分析了国内外不同牌号乙烯丙烯共聚物(OCP)类黏度指数改进剂的序列分布、相对分子质量等微观结构,并考察了不同牌号OCP类黏度指数改进剂对润滑油的稠化能力、剪切稳定指数、低温动力黏度、低温泵送黏度、高温高剪切黏度等使用性能的影响。结果表明,不同牌号OCP类黏度指数改进剂具有相同的微观结构,对油品低温性能、高温性能的影响基本一致,在一定的条件下,可以相互替代使用。

黏度指数改进剂对油品性能的影响

研究了两种黏度指数改进剂的增稠能力、剪切稳定指数及其对油品低温动力黏度、低温泵送黏度、高温清净性等性能的影响。结果表明,两种黏度指数改进剂的增稠能力、剪切稳定性指数基本相同,其对油品低温性能、高温性能的影响基本一致,能满足润滑油的使用要求。

润滑油黏度指数改进剂组成的综合分析方法

采用光谱法表征了未知组成的润滑油黏度指数改进剂,用1H-NMR确定其主要序列结构和各种单体的聚合比,用凝胶渗透色谱法确定其相对分子质量和相对分子质量分布,并将1H-NMR和凝胶渗透色谱联用确定其聚合度.将所述方法用于九种黏度指数改进剂样品的综合分析：1^#～8^#样品的化学组成为乙丙共聚物,序列结构以EEE、PEP、EPE和PEE结构为主,数均相对分子质量在52000～120000之间,多分散性在1.90～2.90之间,并分别计算其平均聚合度;9#样品为乙丙共聚物和聚苯乙烯的共混物,序列结构以（PE）n为主,两种组分的数均相对分子质量分别为540969和103383,并通过综合分析确定出两种组分的质量分数及单体平均聚合度等参数.

氢化苯乙烯-双烯共聚物黏度指数改进剂行车试验考察

实验室考察了三种国产氢化苯乙烯-双烯共聚物黏度指数改进剂,发现每种国产氢化苯乙烯-双烯共聚物黏度指数改进剂的增稠能力,剪切安定性和低温性能均不如进口氢化苯乙烯-双烯共聚物黏度指数改进剂。但将其中的两种国产氢化苯乙烯-双烯共聚物黏度指数改进剂1∶1在CF-4 15W-40柴油机油中混合使用,18 Mm行车试验表明,国产氢化苯乙烯-双烯共聚物黏度指数改进剂的实际使用性能与进口氢化苯乙烯-双烯共聚物黏度指数改进剂相当。

星形氢化聚异戊二烯黏度指数改进剂的制备与表征

文章采用阴离子聚合法合成了星形聚异戊二烯,采用环烷酸镍/三异丁基铝催化体系对其加氢得到了氢化度大于98%的星形氢化聚异戊二烯。将星形氢化聚异戊二烯用做黏度指数改进剂,研究了聚合物结构与分子量大小对黏度指数的影响;考察了它在基础油150N(HG)中的增稠能力和剪切稳定性,研究了聚合物结构与分子量大小对增稠能力和剪切稳定性的影响;最后对其低温性能和高温高剪切性能进行了评价。

不同类型黏度指数改进剂对低黏度节能型发动机油性能的影响

20世纪30年代以前，发动机润滑油中很少使用添加剂，一般使用直馏的矿物油就可以满足其性能要求。随着发动机技术的不断发展，对发动机油的性能要求也越来越高，于是出现了各种各样的添加剂，以提升发动机油的性能。黏度指数改进剂的出现，使得发动机油从单级发动机油向多级发动机油转变。多级发动机油具有低温性能好、节能而且使用方便等特点，

第14讲:黏度指数改进剂的性能、作用机理、主要品种及应用

润滑油的黏度随温度的升高而降低，黏度指数（Viscosity Index，VI）是衡量黏度随温度变化而改变的程度的指标。VI越大的油品，黏度随温度变化的程度越小。由于矿物油（石蜡基）的黏度指数大约在96～110，

4种HSD类黏度指数改进剂的性能考察与比较

对3种国产HSD类黏度指数改进剂B、C、D与1种进口HSD类黏度指数改进剂A进行了实验室性能考察及行车试验对比考察。实验室性能考察结果表明,3种国产HSD类黏度指数改进剂的增稠能力、剪切安定性、低温性能均比A差,C、D的性能表现优于B。将C、D以1:1(质量比)比例混合后制备F油样,与用A制备的A油样进行行车试验比较,结果表明,F油样与A油样的实际使用性能相当。

PMA黏度指数改进剂对减振器油性能的影响

围绕市场上减振器油产品的不同需求,结合减振器油研发工作,总结了PMA黏度指数改进剂在不同黏度基础油中的感受性。另外,介绍了PMA黏度指数改进剂对相同黏度不同类型基础油、对减振器油氧化安定性及剪切安定性的影响。在此基础上,分析了PMA黏度指数改进剂对减振器油关键性能的影响,为这一类油品的研发提供前期技术及经验总结,并对今后的研发工作提出建议和展望。

磷酸酯专用黏度指数改进剂的研制

以甲基丙烯酸酯为原料,在反应温度为95℃、引发剂用量(w)为0.25%、链转移剂用量(w)为0.2%、反应时间为4h的条件下,合成得到磷酸酯专用黏度指数改进剂聚甲基丙烯酸酯(PMA);运用红外光谱、核磁共振波谱等分析方法对合成产物结构进行表征;将合成产物溶于磷酸酯基础油中,考察其应用性能。结果表明,所研制的PMA产品在磷酸酯中具有良好的溶解性、突出的改善油品黏温性能的能力以及优异的剪切稳定性能,是一种优良的磷酸酯专用黏度指数改进剂。

HSD型润滑油黏度指数改进剂

介绍了国内润滑油对黏度指数改进剂的需求现状和PIB、PMA、OCP、HSD黏度指数改进剂的性能。重点介绍了氢化苯乙烯-双烯共聚物（HSD）的合成及其结构特点，指出研究开发HSD类黏度指数改进剂的是苯乙烯-丁二烯共聚物的又一应用方向。