随着工业技术日新月异，现代设备对润滑的要求愈发严苛，高速度、高性能、高自动化、高效率以及长寿命成为标配。单纯依靠矿物油作为润滑材料，已难以满足这些需求。而在润滑材料中添加少量特定物质，就能显著改善其性能，并赋予全新特性，这些物质便是润滑油的添加剂。
在油品中添加不同添加剂，是提升油质最为经济且有效的手段。一般而言，润滑油的品种丰富程度与质量优劣，往往取决于添加剂的种类和品质。因此，发展添加剂的生产与应用，已然成为合理有效利用资源、提升设备性能以及节约能源的关键途径。
润滑油添加剂依据作用，可分为清净分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂和摩擦改进剂、抗氧剂和金属减活剂、黏度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡沫剂等类别。接下来，让我们深入了解常用润滑油添加剂的作用机理。
一、清净分散剂
清净分散剂涵盖清净剂和分散剂两类，主要应用于内燃机油，包括汽机油、柴机油、铁路内燃机车用油、二冲程汽机油以及船用发动机油等。其核心作用在于维持发动机内部清洁，使生成的不溶性物质以胶体悬浮状态存在，避免进一步形成积碳、漆膜或油泥。具体而言，其作用体现在以下四个方面：
酸中和作用：清净分散剂通常具有一定碱性，部分甚至呈高碱性。它能够中和润滑油氧化生成的有机酸和无机酸，阻止其进一步缩合，从而减少漆膜的产生，同时防止这些酸性物质对发动机部件造成腐蚀。
增溶作用：清净分散剂属于表面活性剂，可将原本在油中无法溶解的固体或液体物质增溶于由 5 - 20 个表面活性剂分子聚集形成的胶束中心。在使用过程中，它能将含有羟基、羰基、羧基的含氧化合物，以及含有硝基化合物、水分等增溶到胶束中，形成胶体，防止其进一步氧化与缩合，减少发动机部件上有害沉积物的形成与聚集。
分散作用：能够吸附已生成的积碳和漆膜等固体小颗粒，使其以胶体溶液状态分散在油中，防止这些物质进一步凝聚成大颗粒，进而黏附在机件上或沉积为油泥。
洗涤作用：可以将已吸附在部件表面的漆膜和积碳洗涤下来，分散于油中，确保发动机和金属表面保持清洁。
清净分散剂的结构，主要由亲油、极性和亲水三个基团构成。因结构差异，其性能也有所不同。一般来说，有灰添加剂的清净性能更优，而无灰添加剂的分散性能更为突出。
清净分散剂的典型代表有磺酸盐、烷基酚盐、水杨酸盐、丁二酰亚胺、丁二酸酯和聚合物。其中，前三种被称为有灰清净分散剂，后三种则为无灰清净分散剂。
二、抗氧剂
抗氧剂和抗氧抗腐剂能够抑制油品氧化，广泛应用于工业润滑油、内燃机和工艺用油等领域。抗氧剂按作用原理可分为两类：
链反应终止剂：常用的屏蔽酚型和胺型化合物抗氧剂，如 2，6 - 二叔丁基对甲酚、4，4' - 亚甲基双（2，6 - 二叔丁基酚）、α - 萘胺、N，N - 二仲丁基对苯二胺等，属于链反应终止剂。它们可以与过氧化基（ROO・）反应生成稳定的产物（ROOH 或 ROOA），从而有效阻止润滑油中烃类化合物的氧化反应。
过氧化物分解剂：这类抗氧剂能够分解油品氧化反应中生成的过氧化物，使链反应无法持续进行，从而发挥抗氧作用。同时，它在热分解过程中会产生无机络合物，在金属表面形成保护膜，起到抗腐作用。在极压条件下，还能在金属表面发生化学反应，形成具有承载能力的硫化膜，发挥抗磨作用，因此是一种多效添加剂。抗氧抗腐剂的主要品种有二烷基二硫代磷酸锌盐（ZDDP）、硫磷烷基锌盐、硫磷丁辛基锌盐及其系列产品。
酚型和胺型抗氧剂多用于变压器油、工业润滑油、汽轮机油和液压油等。而二烷基二硫代磷酸锌盐等以及其它含硫、磷类或含有机硒类化合物常用于手工业润滑油、内燃机油及工艺用油。但需注意的是，含二硫代磷酸盐的润滑油不适用于镀银肘节销的内燃机车及润滑发动机的连杆顶部钢套，而二烷基二硫代氨基甲酸盐则能满足有镀银部件的机器使用需求。
三、油性和极压抗磨剂
极压抗磨剂：在高温、高压的边界润滑状态下，极压抗磨剂能够与金属表面形成高熔点化学反应膜，防止发生熔结、咬粘、刮伤等现象。其作用原理是在摩擦高温下分解的产物能与金属发生反应，生成剪切应力和熔点都比纯金属低的化合物，从而有效防止接触表面咬合和焊熔，保护金属表面。极压抗磨剂主要用于工业齿轮油、液压油、导轨油、切削油等有极压要求的润滑油中，以提升油品的极压抗磨性能。
极压抗磨剂一般分为有机硫化物、磷化物、氯化物、有机金属盐和硼酸盐型极压抗磨剂等。主要品种包括氯化石蜡、酸性亚磷酸二丁酯、硫磷酸含氮衍生物、磷酸三甲酚酯、硫化异丁烯、二苄基二硫、环烷酸铅、硼酸盐等。
油性剂：凡是能够增强润滑油油膜强度，降低摩擦系数，提高抗磨损能力，减少运动部件之间摩擦和磨损的添加剂，都被称为油性剂。
油性剂属于表面活性剂，分子一端带有极性基团，另一端为油溶性的烃基基团。含有这种极性基团的物质对金属表面具有极强的亲和力，能够牢固地定向吸附在金属表面，在金属之间形成类似缓冲垫的保护膜，防止金属表面直接接触，从而减小摩擦和磨损。
油性剂具有较高的界面活性，在金属表面会产生物理吸附或化学吸附。物理吸附具有可逆性，在温度较低、负荷较小的情况下发挥作用；在高温高负荷时，吸附剂会脱附而失去效果。脂肪酸型的油性剂除物理吸附外，还存在化学吸附，在较低温度下能与金属表面生成金属皂，进一步提高抗磨性。
常用的油性剂有高级脂肪酸（如硬脂酸、软脂酸、油酸、月桂酸、棕榈酸、蓖麻油酸等），脂肪酸的酯（如硬脂酸乙酯、油酸丁酯等），脂肪酸胺或酰胺化合物（如硬脂酸胺、N，N - 二（聚乙二醇）十八胺、硬脂酰胺等），硫化鲸鱼油、硫化绵籽油，二聚酸、苯三唑脂肪胺盐及酸性磷酸酯类等。油性剂主要应用于工业润滑油、液压油、导轨油、齿轮油等。
四、粘度指数改进剂
粘度指数改进剂，又称增粘剂或粘度剂，其产量仅次于清净分散剂。它是一种油溶性的链状高分子聚合物，分子量从几万到几百万不等。
当粘度指数改进剂溶解在润滑油中时，在低温环境下，它们以丝卷状形态存在，对润滑油的粘度影响较小。随着润滑油温度升高，丝卷逐渐伸张，有效容积增大，对润滑油流动的阻力也随之增大，从而导致润滑油的粘度显著上升。
由于在不同温度下，粘度指数改进剂呈现出不同形态，并对粘度产生不同影响，因此它能够增加粘度并改善粘温性能。粘度指数改进剂主要用于提升润滑油的粘度指数、优化粘温性能以及增大粘度。此外，它还可用于配制稠化机油，使配制的油品具备优良的粘温性能，不仅低温起动性良好，油耗也较低，同时还具有一定的抗磨作用。
粘度指数改进剂广泛应用于内燃机油中，主要用于生产多级汽柴油机油。此外，液压油和齿轮油也常使用。常用的粘度指数改进剂有聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯 / 丙烯共聚物、苯乙烯与双烯共聚物和聚乙烯正丁基醚等。
五、降凝剂
当油品温度降低到一定程度时，会失去流动性并凝固。降凝剂的主要作用就是降低油品的凝固点，确保油品在低温环境下仍能保持流动。油中含有蜡，在低温条件下，高熔点的石蜡烃会以针状或片状结晶形式析出，并相互联结形成立体网络结构，即结晶骨架，将低熔点油吸附并包围其中，如同吸水的海绵一般，致使整个油品丧失流动性。
降凝剂具有吸附和共晶两种作用。虽然它无法阻止蜡晶的析出，但能够改变蜡的结构。降凝剂通过在蜡结晶表面的吸附或与其形成共晶，改变蜡结晶的形状和尺寸，防止蜡晶粒相互联结形成三维网状结构，从而维持油品在低温下的流动性。降凝剂广泛应用于各类润滑油中，典型代表有烷基萘、聚甲基丙烯酸酯和聚 α - 烯烃。
六、防锈剂
防锈剂的作用是在金属表面形成牢固的吸附膜，抑制氧及水，尤其是水与金属表面的接触，防止金属发生锈蚀。作为石油添加剂的防锈剂，必须对金属具有充分的吸附性，同时对油具备良好的溶解性。因此，防锈剂均由强极性基和适当的亲油基组成。目前，使用较为广泛且效果良好的防锈剂主要有以下几类：磺酸盐（磺酸钙、磺酸钠和磺酸钡）、羧酸及其盐类（十二烯基丁二酸、环烷酸锌、N - 油酰肌氨酸十八胺盐）、有机磷酸盐类、咪唑啉盐、酯型防锈剂（羊毛脂及羊毛脂皂、司苯 - 60 或 80、氧化石油脂）、杂环化合物（苯并三氮唑）、有机胺类等。
水溶性防锈剂主要包括亚硝酸钠、重铬酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二铵、苯甲酸钠、三乙醇胺等。防锈剂主要用于工业润滑油和金属加工冷却润滑液、金属防护油等。
七、抗乳化剂
在油品的使用过程中，常常会受到水的污染。例如，机械设备漏水、为冷却加工件而喷淋大量冷却水等情况，都会导致一定量的水分进入油中。这就要求油品具备良好的分水性，且不会被水乳化成 W/O（水 / 油）型乳化体。因为润滑油一旦乳化或抗乳化性较差，不仅会丧失流动性（W/O 型乳化体会使油的粘度成倍增加），还会损失润滑性，同时可能引发金属腐蚀和磨损。工业齿轮油、汽轮机油、液压油（如含锌盐的油品）等尤其容易受到水的污染，所以这些油品对抗乳化性能有着较高的要求。
导致润滑油分水性差或发生乳化的原因是多方面的：
高粘度油中可能含有一些极性组分；
工业润滑油中添加的各种添加剂，尤其是清净分散剂、防锈剂、极压抗磨剂等，大部分属于表面活性剂，它们的加入会降低油品的抗乳化性；
油品在使用过程中被氧化生成羧酸等易乳化的化合物，使油的抗乳化性变差。
虽然加深基础油的精制深度、合理选择各种添加剂是首先需要考虑的问题，但加入抗乳化剂才是提高润滑油抗乳化性的主要途径。在油品中添加抗乳化剂后，能够改变油 / 水界面张力，从而改善油品的抗乳化性。这是因为抗乳化剂可以消除分散相液滴结合的障碍（即消除液滴外面的保护膜），使液滴更容易结合在一起。此外，抗乳化剂还能使乳化液发生转相作用，将 W/O 型转变为 O/W 型，实现分水的目的。较为常用的抗乳化剂有聚氧丙烷型的衍生物等。
八、抗泡沫剂
润滑油基础油经过精制后，仍会残留少量极性物质。而且，随着为满足各种机械设备的高性能需求，在润滑油中添加各种各样的添加剂，在循环润滑系统中就容易产生发泡现象。这不仅会影响润滑油的泵送，还会破坏油膜强度和稳定性，引发不必要的磨损事故，甚至导致机器无法正常运转，出现断油、气阻、烧结等问题。
抗泡剂的作用是抑制泡沫的产生，防止形成稳定的泡沫。它能够吸附在泡膜上，形成不稳定的膜，从而达到破坏泡沫的目的。最常用的抗泡剂是甲基硅油抗泡剂。它不溶于油，通过胶体磨等手段使其呈高度分散状态分布于油中。其用量一般为 1 - 100ppm。此外，还有一种非硅抗泡剂，属于聚丙烯酸酯型的高分子酯。与硅油相比，它能更有效地改善油品的空气释放性。
九、复合添加剂
随着油品质量等级的不断提高，功能添加剂逐渐从单剂向复合剂转变。复合添加剂的性能不仅依赖于添加剂单剂质量的提升，还需要通过对添加剂复合规律的研究，明确添加剂之间相互协合作用的本质，以获得综合性能最优的复合剂。使用复合添加剂能够简化配方筛选的难度，降低润滑油生产成本，同时稳定油品生产质量。如今，复合添加剂在润滑油中的地位日益重要。
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