花生油和猪油能用于船舶和农业、林业等行业的机器设备润滑吗
植物油可以以其天然形式用作润滑剂。当考虑用于工业和机械润滑时,它们具有几个优点和缺点。从积极的一面来看,植物油可具有出色的润滑性,远优于矿物油。实际上,它们的润滑性非常强,以至于在某些应用(例如拖拉机变速箱)中,必须添加摩擦材料以减少离合器打滑。
植物油还具有很高的粘度指数(VI)。例如,植物油的VI通常为223,而大多数矿物油的VI为90至100,聚α-烯烃(PAO)约为126,聚乙二醇为150。粘度指数可以定义为流体粘度随温度变化的常用量度。粘度指数越高,粘度随温度的相对变化越小。换句话说,VI值高的油比VI值低的油随温度变化少。
植物油的另一个重要特性是其高闪点。通常,对于植物油来说,可能达到326℃,而对于大多数矿物油来说,闪点是200℃,对于聚α-烯烃(PAO)来说是221℃,对于聚乙二醇来说是177℃。
闪点可以定义为根据ASTM D92在规定条件下施加小火焰时,必须将可燃液体加热到足以释放出足够蒸气以与空气瞬间形成可燃混合物的温度。
更重要的是,植物油是可生物降解的,通常毒性较小,可再生,并减少了对进口石油的依赖。
不利的一面是,天然形式的植物油缺乏足够的氧化稳定性以供润滑剂使用。 低的氧化稳定性意味着,如果未经处理,油会在使用过程中很快氧化,变稠并聚合成塑料一样的粘稠度。 植物油的化学改性和/或使用抗氧化剂可以解决此问题,但会增加成本。 化学改性可能涉及植物油的部分氢化和其脂肪酸的转移。
表:润滑剂的典型测试结果
润滑剂类型 | 一次生物降解量 |
植物油 | 70-100% |
多元醇和双酯 | 55-100% |
白油 | 25-45% |
矿物油 | 15-35 |
PAG | 10-20% |
PAO | 5-30% |
聚醚 | 0-25% |
氢化面临的挑战是确定该过程应在什么时候停止。根据所需的流动性和油的倾点,可以确定最佳的氢化效果。生物技术的最新进展已经催生了遗传稳定的油籽的开发,这些油籽自然稳定性高并且不需要化学改性和/或使用抗氧化剂。
采用美国测试与材料学会(ASTM)和经济合作与发展组织(OECD)制定的测试方法,将油接种细菌,并在受控条件下保持28天。
监测氧气消耗或二氧化碳释放的百分比,以确定生物降解程度。在此期间,大多数植物油的生物降解率已超过70%,而石油的生物降解率大概15%至35%。生物降解的要求是,必须在28天内降解60%以上。
同样,通过使用涉及鱼类,水蚤和其他生物的各种测试,可以测量植物油的毒性。在这种情况下,纯净的矿物油和植物油几乎没有毒性,但是当包含添加剂时,毒性增加。
使用植物油的另一个缺点是它们的倾点高。倾点定义为在按照ASTM D97试验方法规定的条件下冷却时,观察到的油或馏分燃料流动的最低温度。当容器水平放置5秒钟时,倾点比测试容器中的油没有移动的温度高3℃。
该问题也可以通过添加化学添加剂(降凝剂)和/或与具有更低凝点的其他液体混合来解决。各种合成油可用于此。
如果需要高度的生物降解性,则应添加可生物降解的合成酯以改善低温性能。另一方面,如果目标是保持所谓的生物基特性,即至少51%的润滑剂是由天然生物材料制成的,则该混合物的一部分可能是具有低倾点的轻质矿物油。后者将显示出较高的毒性程度和较低的生物降解性。
使用可生物降解的润滑剂可以帮助保护环境,并减轻将来对矿物油的依赖。特别是海洋,林业和农业等容易受矿物油污染的领域,使用可生物降解的润滑剂是我们对环境保护的一份承诺。