基礎(chǔ)油基礎(chǔ)油在潤滑油中通常約占95%左右，Battersby等人認為基礎(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等人認為礦物油的動力學(xué)黏度是決定其生物降解性的關(guān)鍵因素。實驗發(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，低于藍色天使80%的生物降解率標準，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)燃機的潤滑，以彌補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、較低的有機酸值，其閃點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)點外，同時還具有優(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，同時對哺乳動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：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、價格也較低廉。但其存在著氧化穩(wěn)定性差、低溫流動性差、運動黏度范圍較窄、水解穩(wěn)定性差、起泡多、過濾性差等缺點。此外，其價格也高于礦物油。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。菜籽油的缺點可通過選用高油酸含量的菜籽油或?qū)Σ俗延瓦M行精制或改質(zhì)而加以改進，譬如在一定溫度下向菜籽油中通入氧氣，進行氧化聚合反應(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行選擇性加氫，將菜籽油中的碳碳雙鍵飽和，從而達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，再將環(huán)氧基團轉(zhuǎn)換為羥基基團后與酸酐進行反應(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性較差的缺陷，也可通過加入降傾點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到該目的<17>。

來源：作者：佚名　　來源：中國潤滑油網(wǎng)