不同增黏劑的性能考察

達永娥++滿國瑜

摘要：增黏劑在發動機運轉過程中，受到剪切和熱解的作用，大分子發生斷裂。斷裂后的聚合物增黏能力明顯變小，油品黏度下降，因此，增黏劑的剪切穩定性是衡量油品質量高低的關鍵指標之一。目前使用的增黏劑品種很多，稠化能力和剪切性能各有差異，良莠不齊，導致加劑比例、生產成本大有差別。文章通過對一些增黏劑進行剪切性能和稠化能力的評價，選出質優低成本的增黏劑進行優化生產工藝，以此降低生產成本。

關鍵詞：增黏劑；剪切性能；稠化能力

中圖分類號：TE624.82文獻標識碼：A

Study on Properties of Different Tackifiers

DA Yong-e， MAN Guo-yu

（PetroChina East China Lubricant Blending Plant， Taicang 215433， China）

Abstract：In the engine running process， the tackifier is subjected to shearing and thermal decomposition， then macromolecules fracture. So the thickening capacity becomes significantly smaller， and the oil viscosity decreases. Consequently，the shear stability of tackifier is one of the key indicators to measure the quality of lubricants. Now， there are more than ten kinds of tackifiers， and their thickening capacity and shear properties are different. Therefore， the additive proportion and the production cost are different greatly. In this paper， according to the evaluation on the thickening capacity and the shear properties of tackifiers， the tackifiers with high quality and low cost are select to optimize the production process and reduce the production cost.

Key words：tackifier； shear stability； thickening capacity

0引言

增黏劑是一種油溶性高分子聚合物，在室溫下一般呈溶膠形態，其相對分子質量從幾萬到幾十萬，而潤滑油基礎油的平均分子質量較小。當這種高分子聚合物溶解在基礎油中后，會形成線團結構，且其線團體積與基礎油相比要大得很多，因而使油品的黏度遠大于基礎油的黏度，這就是增稠的原因。在低溫下，高分子聚合物以線團狀存在，高分子卷曲，對基礎油的內摩擦相對減少，對油品黏度影響不大；隨著溫度升高，其線團伸張，有效容積增大，流體力學體積和表面積增大，使基礎油內摩擦顯著增加，對油品流動阻礙作用增大，從而彌補了基礎油由于溫度上升而下降的黏度，導致油品黏度基本保持不變。增黏劑就是基于不同溫度下具有的不同形態，并對黏度產生不同的影響，以增加油品黏度和改進黏溫性能的。

同時，作為增黏劑使用的高聚合物在發動機運轉過程中，受到剪切和熱解的作用，大分子發生斷裂。斷裂后的聚合物增黏能力明顯變小，油品黏度下降，因此，增黏劑的剪切穩定性是衡量油品質量高低的關鍵指標之一。

本文通過對八種進口和國產增黏劑進行剪切性能評價，為優化生產工藝提供指導依據。

1試驗原理

1.1稠化能力

指將一定比例的增黏劑加入同一種HVI150基礎油中后，測定該調合油的100 ℃運動黏度的增長。各種增黏劑可能含有的高分子聚合物與稀釋油比例不同，但在本方法中，系指某增黏劑（含稀釋油）加入1%所引起的HVI150基礎油的黏度增長能力。

1.2含聚合物油剪切安定性的測定（柴油噴嘴法）

剪切安定性是增黏劑的一個重要的使用性能，它直接影響油品黏度的穩定性，是指在一定的剪切速率下通過柴油噴嘴剪切時會引起聚合物分子的降解，降解會導致試樣的運動黏度降低，用黏度損失百分數表示含聚合物油的剪切安定性。

2試驗過程

2.1不同增黏劑稠化能力考察

選取潤滑油廠目前使用的八種增黏劑，分別用燒杯稱取1 g增黏劑，再向燒杯中加入99%的HVI150基礎油，然后在規定的溫度下充分攪拌溶解至均勻。然后測定HVI150基礎油在加入增黏劑前后的100 ℃運動黏度，并通過公式ν=ν1-ν0M計算，

式中，M：調配油中增黏劑的百分含量；

ν0：HVI150基礎油100 ℃黏度， mm2/s；

ν1：加入增黏劑后試樣的100 ℃黏度，mm2/s。

計算得到稠化后運動黏度的增長值和加入相當1%增黏劑的稠化能力，試驗結果如表1所示。

由表1可以看出，這八種增黏劑的稠化能力，SV -1相對其他增黏劑稠化能力最好，HIVI- 1相對較好，LZL-1稠化能力相對最差，P-1、P-2、H-1、LZL-2、LZL-3處于中間水平，稠化能力基本一致。

2.2不同增黏劑剪切穩定指數考察

分別用燒杯稱取1 g增黏劑，再向燒杯中加入99%的HVI150基礎油，然后在規定的溫度下充分攪拌油品溶解至均勻。按SH/T 0103-2007試驗方法要求對試樣進行剪切性能試驗，按公式SSI=（ν1-ν2ν1-ν0）進行計算，

式中，ν0：HVI150基礎油100 ℃黏度， mm2/s；

ν1：油品剪切前的100 ℃黏度，mm2/s；

ν2：油品剪切后的100 ℃黏度，mm2/s。

計算得到剪切穩定指數SSI，試驗結果如表2所示。

由表2可以看出，八種增黏劑的剪切穩定指數，SV-1最好，LZL-1 和HIVI-1次之，H-1和LZL-3的SSI相對較差。

2.3不同增黏劑對油品黏度的影響考察

將基礎油HVI400和HVIH150BS，按照HVI 400∶HVIH150BS=10.2∶89.8的比例進行小調，向其中加入7%的相同比例的增黏劑，考察不同的增黏劑對油品黏度的影響，試驗結果如表3。

由表3可以看出，在同一種基礎油中分別加入相同比例的這些增黏劑后，SV-1和HIVI-1對油品黏度的增稠效果相對最好，增稠能力最大， LZL-1的增稠能力最差，P-1、P -2、H-1、LZL-2增稠能力居中，增稠效果基本一樣。

2.4不同剪切次數對油品黏度的影響考察

將基礎油HVI400和HVIH150BS，按照HVI400∶HVIH150BS=10.2∶89.8的比例進行小調，向其中加入7%的增黏劑后，按SH/T 0103-2007試驗方法要求對基礎油和小調試樣進行不同剪切脈沖次數的剪切試驗，考察30 min、90 min、120 min和150 min剪切脈沖次數下不同增黏劑調合油品的黏度下降情況，以考察不同增黏劑的抗剪切性能，試驗結果如表4。

從表4可以看出：

一是未加增黏劑的基礎油無論剪切多長時間，其黏度基本不變，說明成品油在使用過程中因為剪切而黏度下降是增黏劑引起的，所以增黏劑的質量好壞直接影響著油品的質量特性。

二是在相同的基礎油中分別加入相同比例上面不同的增黏劑后，隨著剪切時間的增長和剪切次數的增加，油品黏度下降率均增大。

三是從上面數據來看，用SV-1調合的油品，在相同的剪切時間和剪切次數下油品的黏度下降率相對最小，隨著剪切時間和次數的增加，黏度下降率較小，抗剪切性能最好；LZL-1調合的油品的抗剪切性能相對SV-1次之，也是比較好的；用H-1調合的油品，在相同的剪切時間和剪切次數下油品的黏度下降率相對最大，隨著剪切時間和次數的增加，油品黏度下降率較大，抗剪切性能最差；其他HIVI-1、P-1、P-2、LZL-2增黏劑的抗剪切性能居中。

2.5不同增黏劑的低溫性能考察

增黏劑不僅改善油品的黏溫性能，也對油品的低溫性能有影響，尤其一些好的增黏劑能夠改善油品的低溫性能。將基礎油HVI400和HVIH150BS，按照HVI400∶HVIH150BS=10.2∶89.8的比例進行小調，向其中加入7%的增黏劑后，考察增黏劑對油品低溫性能的影響，主要通過考察-10 ℃和-15 ℃的表觀黏度和傾點的變化，試驗結果如表5。

從表5可以看出，加入增黏劑后，油品的傾點變化不大，在方法要求的重復性3 ℃范圍之內基本一樣，說明增黏劑對油品的傾點影響很小。但油品的低溫表觀黏度均發生了變化。

向油品中加入LZL-1、SV-1、P-2、P-1、H-1增黏劑后，油品的-10 ℃和-15 ℃的表觀黏度均明顯降低；加入LZL-2和 HIVI-1增黏劑后，油品的-10 ℃和-15 ℃的表觀黏度均有所上升。但是加入相同比例的不同品種增黏劑后，油品的黏度差別很大，相對黏度變化比較，用SV-1和HIVI-1兩個增黏劑調合油品的低溫表觀黏度是最好的。

2.6不同增黏劑的綜合性能比較

通過以上試驗，對這八種增黏劑的性能進行綜合比對分析，結果如表6。

3結論

（1）增黏劑SV-1的稠化能力和剪切穩定指數SSI相對最好。用SV-1增黏劑調合的油品，黏度的稠化效果相對是最好的，同時-10 ℃和-15 ℃的表觀黏度也降低了，油品經柴油噴嘴剪切試驗后，黏度下降率相對較小，隨著剪切時間和次數的增加，黏度損失相對較小。

（2）LZL-1增黏劑相對其他增黏劑，稠化能力較差，但剪切穩定指數SSI相對較好；用LZL-1增黏劑調合的油品，黏度的稠化效果相對最差，但-10 ℃和-15 ℃的表觀黏度降低了，油品經柴油噴嘴剪切試驗后，黏度下降率相對SV-1增大了一倍，相應的黏度損失百分數也增大了一倍。

（3）HIVI-1增黏劑相對其他增黏劑，稠化能力很好，剪切穩定指數SSI比較好；用HIVI-1增黏劑調合的油品，黏度的增稠效果相對較好， 因為黏度增大的多，增稠后-10 ℃和-15 ℃的表觀黏度隨之增大了，用增稠后的相同黏度比較，其表觀黏度也是比較好的。經柴油噴嘴剪切試驗后，黏度下降率相對SV-1稍差，相對其他增黏劑還是比較好的。

（4）綜上來看SV-1和HIV-1的稠化能力最好，對油品的低溫性能影響最好。

（5）SV-1增黏劑的抗剪切性能最好，國產增黏劑中HIVI-1的抗剪切性能也是比較好的，它們的剪切穩定指數相比其他增黏劑要好。

（6）單從增黏劑的角度來看，使用SV-1和HIVI-1增黏劑是最好的，稠化能力好，剪切穩定性好，抗剪切能力強，成本低。