基礎(chǔ)油基礎(chǔ)油在潤滑油中通常約占95%左右，Battersby等人認(rèn)為基礎(chǔ)油是影響潤滑油生物降解性能的決定因素。潤滑油的基礎(chǔ)油主要有礦物油、合成油和植物油。目前礦物油潤滑油約占潤滑油總量的90%左右，合成油和植物油潤滑油約占潤滑油總量的10%左右。在眾多的基礎(chǔ)油當(dāng)中，植物油、多元醇酯和雙酯的生物降解性能最好，聚醚和聚異丁烯的生物降解性最差，礦物油、白油和聚-烯烴（PAO）的生物降解性能居中。具有線型、非芳環(huán)、無支鏈的短鏈分子結(jié)構(gòu)的酯類化合物的生物降解性能通常較好。

　　以礦物油作基礎(chǔ)油的潤滑油已得到長期和廣泛的應(yīng)用。Haus等人認(rèn)為礦物油的動(dòng)力學(xué)黏度是決定其生物降解性的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)<9>：各種礦物油潤滑油的生物降解率通常在15%75%之間，低于藍(lán)色天使80%的生物降解率標(biāo)準(zhǔn)，且存在一定的水污染，如果長期殘留在水體和土壤中，將會對環(huán)境造成不良影響。所以可作為環(huán)境友好潤滑油基礎(chǔ)油的物質(zhì)主要有：合成酯、植物油、改進(jìn)的PAO油和多元醇等。

　　合成酯非常適合用作環(huán)境友好潤滑油的基礎(chǔ)油，但其價(jià)格較高，一般應(yīng)用于航空領(lǐng)域，近年來也被應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的潤滑，以彌補(bǔ)礦物油在某些性能上的缺陷。合成酯種類較多，有單酯、雙酯、多元醇酯、復(fù)合多元醇酯等。作為環(huán)境友好潤滑油基礎(chǔ)油的合成酯一般為雙酯、多元醇酯、復(fù)合酯及混合酯<10>。這些酯類21d的生物降解能力約為70%100%，WGK為0（即對水體無污染）。一些合成酯的生物降解性能及對水體的污染等級如所示。

　　合成酯的生物降解性能及對水體的污染等級<2>酯類型21d的生物降解能力/%WGK等級單酯901000雙酯751000多元醇酯701000復(fù)合多元醇酯701000聚合油酸酯80100鄰苯二甲酸酯45901二聚酸酯20800多元醇酯是由新戊基多元醇，如季戊四醇（PET）和三羥甲基丙烷（TMP）等與長碳鏈的酸（一般為C8C12或油酸）酯化而得。新戊基多元醇酯的相對分子質(zhì)量大、揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性高，能滿足較苛刻的工況，已在潤滑油領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用<11>。復(fù)合多元醇酯是由多元醇與二元羧酸及一元醇經(jīng)過兩步酯化而得到的。通常選用的多元醇有：新戊基二元醇、三羥甲基丙烷（TMP）和季戊四醇（PET），二元羧酸有癸二酸（SbAc）、壬二酸（AzAc）和己二酸（AdAc），一元醇主要有2-乙基己醇、異新醇、壬醇和異癸醇<6>。復(fù)合多元醇酯除了具有較好的生物降解性能外，還具有一些其它的優(yōu)良性能，如TMP復(fù)合酯具有高的黏度指數(shù)、低的傾點(diǎn)、較低的有機(jī)酸值，其閃點(diǎn)與黏度均隨二元酸碳鏈長度的增加而增加<7>。

　　聚-烯烴（PAO）這類合成基礎(chǔ)油是由多支鏈、完全飽和的無環(huán)烴構(gòu)成的，它們是通過1-癸烯齊聚，然后加氫和蒸餾分成不同的黏度等級。已工業(yè)化應(yīng)用的PAO油有：PAO-2、PAO-4、PAO-6、PAO-8、PAO-10、PAO-40和PAO-100.聚-烯烴（PAO）作為基礎(chǔ)油除了具有酯類油的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)還具有優(yōu)異的熱氧化安定性和水解穩(wěn)定性，在潤滑油領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用<10>。PAO基礎(chǔ)油的生物降解性能與其黏度之間存在一定的關(guān)系。高黏度的PAO基礎(chǔ)油不能快速生物降解，但低黏度的PAO基礎(chǔ)油（40時(shí)黏度為24mm2s-1）是容易生物降解的（約70%左右）。一般的PAO基礎(chǔ)油是不容易被水生微生物分解的，這主要是由于PAO基礎(chǔ)油是低水溶性的。

　　PAO對水生物無毒性影響，同時(shí)對哺乳動(dòng)物也是無毒和無刺激作用的。因此，黏度為24mm2s-1的PAO油（PAO-2和PAO-4）可用作環(huán)境友好潤滑油的基礎(chǔ)油<2>。

　　植物油植物油用作潤滑油的基礎(chǔ)油具有如下優(yōu)點(diǎn)：無毒、具有極好的生物降解性能及可再生性、良好的潤滑性能、較高的黏度指數(shù)、黏溫性能和抗磨性好、低揮發(fā)性，此外其處理過程需要的能量少、價(jià)格也較低廉。但其存在著氧化穩(wěn)定性差、低溫流動(dòng)性差、運(yùn)動(dòng)黏度范圍較窄、水解穩(wěn)定性差、起泡多、過濾性差等缺點(diǎn)。此外，其價(jià)格也高于礦物油。構(gòu)成植物油分子的脂肪酸主要有：油酸、亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸等，其中不飽和酸的含量越高，其低溫流動(dòng)性越好，但其氧化穩(wěn)定性越差。通過烷基化、烷氧基化、酯交換作用或齊聚反應(yīng)可改善植物油的低溫流動(dòng)性并提高它的氧化穩(wěn)定性。碘值可作為判斷植物油安定性的依據(jù)，不飽和酸的含量越低其碘值也越低，從而導(dǎo)致其固化溫度較高，這意味著其低溫流動(dòng)性能較差。因此降低碘值可以提高其氧化穩(wěn)定性。

　　可作為環(huán)境友好潤滑油基礎(chǔ)油的植物油主要有：橄欖油、菜籽油、大豆油、棕櫚油等。在眾多植物油中菜籽油具有最為均衡的低溫流動(dòng)性能和氧化穩(wěn)定性能<14>，所以在環(huán)境友好潤滑油中應(yīng)用最多的是菜籽油。菜籽油的缺點(diǎn)可通過選用高油酸含量的菜籽油或?qū)Σ俗延瓦M(jìn)行精制或改質(zhì)而加以改進(jìn)，譬如在一定溫度下向菜籽油中通入氧氣，進(jìn)行氧化聚合反應(yīng)，既消除了不飽和鍵，又增加了分子碳鏈，從而提高了其化學(xué)穩(wěn)定性和潤滑性，經(jīng)過氧化處理后的菜籽油黏度增大，碘值減小，酸值增大；也可通過在以硅為載體的銅催化劑上進(jìn)行選擇性加氫，將菜籽油中的碳碳雙鍵飽和，從而達(dá)到提高菜籽油氧化穩(wěn)定性的目的；另外植物油的改性也可通過先將其中不飽和雙鍵氧化為環(huán)氧基團(tuán)，再將環(huán)氧基團(tuán)轉(zhuǎn)換為羥基基團(tuán)后與酸酐進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過這種方法改性的大豆油具有較好的低溫性能和氧化穩(wěn)定性。

　　總之，為了提高植物油的氧化穩(wěn)定性，除了通過改善種植技術(shù)即基因改性和化學(xué)改性外，還可通過與抗氧添加劑復(fù)配而使其性能得以改善。對于高油酸含量的植物油其低溫流動(dòng)性較差的缺陷，也可通過加入降傾點(diǎn)劑或其它溶劑而使其性能得以改善，或利用植物油與其它少量合成酯混合以及通過基因改性來達(dá)到該目的<17>。

來源：作者：佚名　　來源：中國潤滑油網(wǎng)