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这款生物润滑油

2021-07-21 09:42:15

前文提到了天然植物油,即我们的食用油也可以作为润滑油基础油,而且生产成本很低,但食用油的主要成分是甘油三酯,在化学结构上,它的β-碳原子上的氢原子非常活泼,分子结构中的电子分布比较集中,电子密度大,很活泼,导致甘油三酯易高温分解、热稳定性差、使用寿命短。美国联邦政府对生物润滑剂的定义是:"大部分或全部使用生物资源或可再生农业资源,包括植物、动物、海洋资源或林业资源,其中包括来自植物、动物、海洋资源或林业资源的润滑剂"。与矿物润滑油相比,酯化生物润滑油具有下列优点:

一是对环境污染小,生物润滑剂进入环境后,由于生物可降解性好,毒性低,使用寿命低,不会长期滞留于环境中,对土壤或地表水体有持续严重影响。其次,生物润滑剂有很好的润滑性能,又与矿物润滑油有相似的润滑性能。三是粘度指数较高,与矿油相比,生物润滑油粘度指数较高,随温度变化粘度变化小,性能稳定。四是具有良好的低温性能,生物润滑油的倾点较低,可达-60~-20度,可在低温下使用。闪点越高,挥发性越低,着火爆炸的可能性越小,安全性越高。六是氧化稳定性好,使用寿命长,适用于高强环境下使用。

但生物润滑油也存在一些缺点,它的生产成本目前还比较高。但换个角度想一想,使用生物润滑油可以省下因润滑油泄漏而产生的巨额环境治理费用,石油开采对水、空气造成较严重污染,尤其是水污染,直接影响人们的健康。由于矿用润滑油的生产和使用,使用生物润滑油可以节约环境治理费用。现在,人们广泛关注五种可生物降解润滑油基础油,首先是高不饱和或高油酸植物油,简称HOVO,其主要成分是甘油三酯,其主要成分是甘油三酯,其成本相对较低,无毒,可再生,可用作润滑油的基础油,但容易氧化,使用寿命较短。二是低粘度烯烃,英文简称PAO,是2~4个低分子量聚合物,具有良好的低温性能,但易挥发,适合在低温环境下使用。

三是聚亚烷基乙二醇,英文缩写为PAG,是聚合环氧乙烷与环氧丙烷及其混合物的聚亚烷基二醇,溶于水,对有机添加剂溶解性能较差,主要用于耐火润滑剂,其使用范围受到限制。第4类是二元酸酯,英文缩写为DE,是由乙二酸和羟基化的石油馏分醇和羟基化的石油馏分醇酯化而得。五多元醇酯,英文缩写为PE,是一种具有良好热稳定性和氧化稳定性的醇-碳醇类化合物,英文缩写为PE。

现在有这么多专业性很强的东西,我们还不知道有什么东西可以用来合成生物润滑油呢?实际上非常简单,可用于生物润滑油的原料在我们生活中随处可见,像动物油、植物油、海藻油、废弃食用油、非食用油等。另外,不知各位有没有发现,现在新能源的概念越来越被大众接受。如新能源汽车等,在这种情况下,大家想一想柴油等矿物能源的使用会不会减少?不过啊,这些柴油、生物柴油的需求又会怎样呢?所以我们可以告诉你们,当生物柴油这一销售情况不佳的时候,我们可以将其转化成这种生物润滑油来赚钱。

怎样才能用生物柴油合成生物润滑油三羟甲基丙烷脂肪酸三羟甲基丙烷三酯的方法之一?一,在谈到生物润滑剂的制备前,我们有必要简单介绍一下润滑油的发展历史,特别是不同类型润滑油化学结构的区别。如前所述,人类的一代润滑油是生物润滑油,也就是植物油。植物油脂的主要成分是甘油三酯,这是因为甘油酯上的β碳原子带有一种氢气,这使得甘油三酯的化学结构不稳定,在高温下容易发生分解,同时由于部分酯质双键结构的氧化酸败,在某种程度上也减少了植物油作为润滑油的寿命。

二代润滑油是我们现在用的最多的石油基润滑油。石油因其储量大、成本低,在工业化进程中迅速取代植物油。例如石蜡油,其化学结构主要是以长链上少量链烷烃为主,化学结构稳定,使用寿命较长。但正因为如此,石油润滑油泄漏后在自然条件下难以降解,在其降解周期中对生态影响较大。在当今的第三代润滑油中,化学家们为了开发新一代生物润滑剂,从化学结构入手,开始研究。

我们看到甘油三酯是以甘油为骨架的分子,因此为了解决它的β碳原子氢非常活泼的问题,我们对季戊四醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三羟甲基乙烷等进行了多种合成原料的选择。这类物质在结构上避免了活性氢原子的存在。与甘油三酯相比,化学结构更稳定。就像我们要说的,用三羟甲基丙烷制备生物润滑剂,从化学结构上看,除了β碳上的差异外,其它结构与甘油三酯非常相似。这样就能在相应的物理性能上达到更接近的效果。而且,在解决了活性氢原子问题后,合成的生物润滑油化学性质更加稳定,可以延长生命,合成三羟甲基丙烷脂肪酸酯。在反应温度为160度的真空回流下,我们可以将脂肪酸甲酯、三羟甲基丙烷和氢氧化钾加入反应器中,在真空回流160度的加热条件下反应一到两个小时,我们便能轻易地得到三羟甲基丙烷脂肪酸酯。

对此反应实际上是由不同中间产物产生的。一步必须生成三羟甲基丙烷单酯,然后再使脂肪酸甲酯反应生成二酯,最后一步生成目标产物三羟甲基丙烷三脂肪酸酯。单、二酯均含有羟基,而混合物中羟基过多的羟基会使润滑油存在吸水、密封性能下降、氧化稳定性差、寿命短等问题。通过减压蒸馏、分子蒸馏等进一步纯化得到纯度较高的三酯,则纯化后的产品可用作生物润滑油合格的基础油。传统润滑油采用矿物油为基础油,与新型生物润滑油相比,这种新型的三羟甲基丙烷脂肪酸酯作为生物润滑油的基础油具有良好的润滑性能,粘度指数高,生物可降解性好,不会长期滞留在环境中,或对土壤或地表水产生严重、不可持续的影响。

生物润滑油

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