月桂酸二乙醇酰胺對液壓油生物降解性及使用性能的影響

夏 侃，陳波水，張 楠，方建華

（解放軍后勤工程學院油料應用工程系，重慶401311）

隨著機械加工技術的發展以及人類環保意識的不斷增強，現代潤滑技術已從以往只關注使用效能走向同時關注使用與生態雙重效能的潤滑新理念，環境友好潤滑劑已成為潤滑材料發展的必然趨勢［1－4］。生物降解性是表征潤滑劑生態效能的最重要指標之一。礦物潤滑油生物降解性差，屬生物難降解潤滑劑，是礦物潤滑油發展和廣泛應用中亟待解決的重要問題之一。

迄今為止，國內外有關添加劑技術改善礦物潤滑油生物降解性的研究報道很少。陳波水等［5－7］率先提出了生物降解促進劑的新概念，并研制開發出了多種可促進礦物基礎油生物降解的添加劑。孫霞、梁愷等［8－11］的研究也表明，脂肪酰基氨基酸及烷醇酰胺等表面活性劑作為生物降解促進劑能有效提高礦物基礎油的生物降解性、抗磨減摩性和抗腐蝕性，但缺乏進一步開展生物降解促進劑對成品潤滑油生物降解性及相關物理化學性能影響的研究。成品潤滑油與基礎油的組成和性能不同，系統研究生物降解促進劑對成品潤滑油生物降解性及相關物理化學性能影響對進一步認識生物降解促進劑的作用和機制、推動生物降解促進劑應用具有重要意義。本課題以月桂酸二乙醇酰胺（LDEA）作為潤滑油生物降解促進劑，考察LDEA對HM46抗磨液壓油生物降解性、抗磨減摩性、抗腐蝕性、抗乳化性以及抗泡性的影響。

1 實 驗

1.1 主要試劑

油酸，分析純，成都科龍化工試劑廠生產；LDEA，自制，制備方法參見文獻［12］；HM46抗磨液壓油，中國石化一坪潤滑油公司生產。

1.2 生物降解性測定

采用課題組建立的潤滑油生物降解性測定方法測定生物降解性［13］。該方法以生物降解指數BDI（相同條件下受試物降解生成的CO2與基準物油酸降解生成的CO2的比值）為降解指標，其值越大，生物降解性越好。

1.3 抗磨減摩性測定

將 LDEA 按質量分數 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分別加入 HM46抗磨液壓油中，采用MQ－800型四球摩擦磨損試驗機（廈門試驗機廠生產），按GB/T 3142—1992方法測定潤滑油最大無卡咬負荷（PB）和燒結負荷（PD）。采用濟南宏試金試驗儀器有限公司生產的MMW－1P型雙顯式立式摩擦磨損試驗機進行長磨試驗，在載荷392N下測定磨斑直徑（WSD）及摩擦系數。試驗轉速為1 200r/min，所用鋼球為重慶鋼球廠生產的Φ12.7 mm的二級GCrl5鋼球，硬度59～61HRC。

1.4 腐蝕性測定

將質量分數為1.0%的LDEA加入HM46抗磨液壓油中，參照石油產品銅片腐蝕試驗方法（GB/T 5096—1985）測定潤滑油腐蝕性。

1.5 抗乳化性測定

將 LDEA 按質 量分數 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分別加入HM46抗磨液壓油中，采用大連北方分析儀器有限公司生產的BF－25石油和合成液水分離性能測定器，按GB/T 7305方法測定添加LDEA前后抗磨液壓油的抗乳化性。

1.6 抗泡性測定

將 LDEA 按質 量分數 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分別加入HM46抗磨液壓油中，采用大連北方分析儀器有限公司生產的BF－24潤滑油抗泡沫測定器，按GB/T 12579方法測定添加LDEA前后抗磨液壓油的抗泡性。

2 結果與討論

2.1 LDEA對液壓油生物降解性的影響

HM46液壓油以及加有1.0%LDEA 的HM46液壓油在不同降解時間內的生物降解性變化情況見圖1。由圖1可以看出，在HM46抗磨液壓油中加入1.0%LDEA后，液壓油的生物降解指數明顯提高，在所試驗的降解過程中均保持了較高的生物降解率，當試驗進行到第14天時，BDI達到64.7%，較未添加LDEA時的33.4%提高了31.3百分點。生物降解性得到改善的原因可能是LDEA含微生物生長所必須的氮元素，可以促進微生物的生長；同時LDEA作為表面活性劑可以降低界面張力，增大油－水界面面積，從而便于微生物與較大油滴之間的直接接觸，加速石油烴的降解。

圖1 添加LDEA前后液壓油生物降解性隨時間的變化

2.2 LDEA對液壓油抗磨減摩性的影響

在HM46抗磨液壓油中加入LDEA后，液壓油PB值隨LDEA添加量的變化情況見圖2。由圖2可以看出，當LDEA添加量為0.5%時，液壓油的PB值略有下降，但當添加量大于1.0%時，PB值有一定的提高，添加量大于1.5%時達到了803N的最大值。

圖2 HM46的PB值隨LDEA含量的變化

在HM46抗磨液壓油中加入不同質量分數的LDEA后，液壓油的PD值隨LDEA添加量變化的情況見圖3。由圖3可以看出，當LDEA的添加量為0.5%時，PD值沒有變化，但當添加量大于0.5%時，PD值略有下降，并且隨著添加量的增加穩定在1 596N。

圖3 HM46的PD值隨LDEA含量的變化

在載荷392N、試驗時間60min、轉速1 200r/min的條件下，采用添加不同含量LDEA的HM46抗磨液壓油作為潤滑劑時，鋼球的WSD見表1。由表1可以看出，在加入不同量的LDEA后，磨斑直徑沒有明顯變化。

表1 添加不同質量分數LDEA后的鋼球磨斑直徑

添加不同含量LDEA的HM46抗磨液壓油作為潤滑劑時，摩擦系數隨試驗時間的變化情況見圖4。由圖4可以看出，在HM46抗磨液壓油中加入LDEA后，摩擦系數顯著降低，表明LDEA能起到一定程度的減摩作用，當添加量為1.0%時減摩效果最好。

圖4 摩擦系數隨LDEA含量的變化

2.3 LDEA對液壓油抗腐蝕性的影響

在HM46抗磨液壓油中加入LDEA后，銅片腐蝕試驗結果見表2。由表2可以看出，LDEA的加入對抗磨液壓油的腐蝕性沒有明顯影響。

表2 抗腐蝕性試驗結果

2.4 LDEA對液壓油抗乳化性的影響

添加LDEA前后HM46抗磨液壓油抗乳化性能的變化情況見表3。由表3可以看出，加入LDEA后HM46抗磨液壓油的油水分離時間大幅縮短，當添加量小于1.0%時破乳效果最明顯，表明LDEA可在一定程度上改善該液壓油的抗乳化性。

表3 抗乳化性試驗結果

2.5 LDEA對液壓油抗泡性的影響

添加LDEA前后HM46抗磨液壓油抗泡性的變化情況見表4。由表4可以看出，LDEA的加入對HM46抗磨液壓油的抗泡性影響不大。

表4 抗泡性實驗結果（泡沫體積） mL

3 結 論

（1）LDEA能顯著提高HM46抗磨液壓油的生物降解性，表明LDEA是一種有效的礦物潤滑油生物降解促進劑。

（2）LDEA作為生物降解促進劑在改善HM46抗磨液壓油生物降解性的同時，能在一定程度上改善HM46抗磨液壓油的減摩性和抗乳化性。

（3）LDEA對HM46抗磨液壓油的抗磨性、抗腐蝕性及抗泡性無明顯影響。

（4）本結果僅適于中國石化一坪潤滑油公司生產的HM46抗磨液壓油，考慮到不同生產廠和不同品種的抗磨液壓油其組成配方不同，是否得到相同的結論需進一步驗證。

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