隨著汽車和機械工業的快速發展,對潤滑油的質量要求越來越高,基礎油的氧化穩定性作為潤滑油的主體,對潤滑油的效能影響最為顯著。 由於油類在使用過程中不可避免地會氧化,生成酸、酮、酯等,形成油泥和沉積物,腐蝕裝置並引起機械故障。
基礎油的化學成分與基礎油的氧化安定性密切相關,基礎油是一種化學成分非常複雜的混合物,而基礎油的化學成分是烷烴、芳烴和一些極性化合物(硫、氮化合物),不同成分及其含量對基礎油氧化效能的影響是很大的。
潤滑油基礎油中的含氮化合物可分為鹼性氮和非鹼性氮,含氮化合物會使潤滑油基礎油的氧化穩定性變差,顏色加深,形成沉澱,其中非鹼性含氮化合物的影響遠大於鹼性含氮化合物。 潤滑油基礎油中的含硫化合物主要是噻吩類化合物,當含噻吩類化合物含量較低時,潤滑油基礎油的氧化穩定性會變差,而當含噻吩含硫化合物含量高時,潤滑油基礎油的氧化穩定性會延遲。
基礎油中環烷烴結構的型別也與潤滑油基礎油的氧化穩定性有關,隨著基礎油中多環環烷烴含量的增加,會對基礎油的氧化穩定性產生不利影響。 結果表明,影響基礎油氧化穩定性的主要因素是基礎油中烴類化合物的結構和組成分布,而對於芳烴含量低(芳��含量小於1%)的基礎油,基礎油中飽和烴類化合物的含量是影響基礎油氧化穩定性的主要因素。 對於芳烴含量高(芳烴含量大於1%)的基礎油,芳烴含量是影響基礎油氧化穩定性的主要因素。
芳烴和烷烴的含量分布與基礎油的粘度指數有一定的關係。 多環環烷烴(PAHs)是基礎油的主要成分,粘度指數較低,而線性烷烴的含量較小。 隨著基礎油粘度指數的增加,基礎油中直鏈烷烴和單環環烷烴的含量也增加,潤滑劑的氧化安定性也隨之增加。
潤滑油基礎油的氧化穩定性還受到氧壓、溫度、金屬催化劑等外部因素的影響。 在一定溫度下,氧壓發生變化,發現在相同溫度下,潤滑油基礎油的氧化安定性隨氧壓的公升高而降低。 在較高溫度下,基礎油的氧化安定性隨著溫度的公升高而降低,而在低溫下,基礎油的氧化安定性對溫度變化更敏感。 基礎油在氧化過程中會受到金屬催化劑的影響,不同的金屬對基礎油的氧化作用不同,研究表明,在已經氧化的潤滑油基礎油中,鋼對氧化速率的影響最大,其次是銅,玻璃最慢。 在未經過氧化的潤滑油基礎油中,鋼對氧化有嚴重的催化作用,而銅起初有催化作用,但經過一定時間後具有抗氧化作用。