發(fā)布時間：2024-12-05
3在可生物降解潤滑脂中的應(yīng)用。
潤滑脂由于呈特殊的半流體膏狀，加之用脂部位零散且用脂量小而導(dǎo)致的廢棄潤滑脂的回收難度要遠遠高于廢棄潤滑油，且廢棄潤滑脂目前也無好的再利用措施;此外部分潤滑脂，如鐵路道岔用潤滑脂、軌道交通輪緣脂、水電站用脂、船舶用脂等在使用過程中直接或間接曝露于周邊自然環(huán)境中，會隨著風(fēng)力、水力、雨水沖刷等自然作用以及擠壓、甩脫等機械作用而散落于自然環(huán)境，因此可生物降解潤脂是潤滑脂發(fā)展的重要方向。
根據(jù)2017年全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會公布的化工名詞，可生物降解潤滑脂(BiodegradableGrease)的定義是"使用后的廢棄物可以在自然環(huán)境下被微生物降解為水和二氧化碳等對環(huán)境無害物質(zhì)的潤滑脂，在規(guī)定試驗條件下潤滑脂組分生物降解率大于75%"?？梢?，國內(nèi)對可生物降解潤滑脂生物降解率的要求要高于國際規(guī)格要求。但我國可生物降解潤滑脂目前相關(guān)研究報道多，成熟產(chǎn)品較少。而國外油脂公司均已開發(fā)有不同類型和用途的可生物降解潤滑脂，。
國外公司的可生物降解潤滑脂多以合成酯為基礎(chǔ)油，也有部分以植物油為基礎(chǔ)油，呈現(xiàn)出植物油和合成酯二者并重的格局。這主要是因為國外植物油資源豐富，且生物技術(shù)和改性技術(shù)成熟，通過化學(xué)改性或基因改性的植物油性能良好，成本較低。目前國內(nèi)雖未檢索到商品化的可生物降解潤滑脂，但有不少相關(guān)專利報道。從這些專利中可以看出，國內(nèi)可生物降解潤滑脂多以合成酯、PAOs、植物油和礦物油的混合物為基礎(chǔ)油，創(chuàng)新點集中在特殊用途(盾構(gòu)機，工程機械)、特殊來源植物油、不同類型基礎(chǔ)油的特殊組合、生物降解促進劑的使用以及新型配方體系和稠化劑體系上，基礎(chǔ)油并非其主要創(chuàng)新點。但事實上，在潤滑脂開發(fā)中，一般需結(jié)合稠度、使用工況(如軸承轉(zhuǎn)速，軸承大小，運行載荷等參數(shù))選取特定黏度的基礎(chǔ)油。
雙酯、多元醇酯，特別是高黏度復(fù)酯在生物降解型潤滑脂中具有十分重要的地位，對其進行深入的生物降解性研究具有十分重要的意義。
4在可生物降解變壓器油中的應(yīng)用
目前我國電力行業(yè)碳排放占比達41%，發(fā)展清潔能源，控制電力碳排放是推動我國碳排放盡早達峰的重要措施。而水電、風(fēng)電(含海上或海岸風(fēng)力發(fā)電)等清潔能源項目大都建于環(huán)境敏感區(qū)域，這就對配套變壓器油的環(huán)保性能提出了更高的要求。這些需求逐步開始促進變壓器油由不可再生、難以降解的礦物絕緣油轉(zhuǎn)向電氣性能良好、無毒無害且可生物降解的天然酯和合成酯型變壓器油，使之成為礦物絕緣油的新型替代品。
天然酯即植物油，其燃點高，成本低但低溫性能和氧化安定性較差，導(dǎo)致變壓器運行可靠性較差，其使用相對較少，僅在部分熱帶地區(qū)變壓器有裝機使用;合成酯綜合性能良好但成本較高，已在歐美海上或海岸風(fēng)力發(fā)電機變壓器以及軌道交通牽引變壓器中無事故平穩(wěn)運行近40多年?！督^緣液體電氣用未使用過的合成有機酯規(guī)范》:IEC61099-2010規(guī)范是目前國際通行的合成酯變壓器油標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)也于近期采標(biāo)該標(biāo)準(zhǔn)分別制定了《合成有機酯型電氣絕緣液》:NB/SH/T0945-2017石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和《絕緣液體電氣用未使用過的合成有機酯》:GB/T41632-2022國家標(biāo)準(zhǔn)。上述標(biāo)準(zhǔn)中雖未明確規(guī)定生物降解率，但經(jīng)測試可達到80%以上屬于可生物降解變壓器油。
國內(nèi)合成酯型變壓器油的專利數(shù)量少于天然酯，原因在于變壓器油的關(guān)鍵組分為基礎(chǔ)油，即技術(shù)保護點在于合成酯的結(jié)構(gòu)組成上，現(xiàn)階段很難有新的突破;而天然酯型變壓器油在天然酯來源，精制方法，改性技術(shù)，添加劑等方面更易挖掘技術(shù)創(chuàng)新點。
鑒于合成酯變壓器油具有可生物降解性及高燃點的特性，其在軌道交通牽引變壓器以及環(huán)境敏感區(qū)域變壓器上的應(yīng)用將越來越廣泛，需進一步強化合成酯絕緣油黏度、燃點、傾點、氧化安定性、交直流電和雷電沖擊擊穿電壓以及長油隙下的非線性擊穿電壓等性能的研究，以及合成酯絕緣油與其它絕緣材料(絕緣紙、漆膜等)的配伍性研究。
5在其它可生物降解潤滑劑中的應(yīng)用
除液壓油、齒輪油、潤滑脂和變壓器油外，合成酯在可生物降解發(fā)動機油、鏈鋸/鏈條潤滑油、艉軸管潤滑油及金屬加工油中也有良好的應(yīng)用。
二沖程舷外發(fā)動機油是最早出現(xiàn)的可生物降解潤滑劑，原因在于船用水冷汽油發(fā)動機常處于湖泊、河流等環(huán)境敏感區(qū)域且潤滑油的泄漏風(fēng)險較高。與之類似，目前用于高爾夫球車、雪地摩托、草地、鏈鋸和花園設(shè)備等的氣冷兩沖程發(fā)動機也均采用可生物降解的發(fā)動機油。此外，歐洲還推出了用于重載自吸發(fā)動機、高性能渦輪增壓或者機械增壓的柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機的可生物降解發(fā)動機油，例如FUCHS的 PLANTO MOT SAE SW-40 發(fā)動機油就是基于合成酯的可生物降解發(fā)動機油。
在森林開采或木材加工過程中會大量使用鏈鋸鏈條油，而鏈鋸鏈條油屬于損耗性油品，最終被鋸屑吸附帶走，從而直接進入到周邊環(huán)境中。因此，目前開放式鏈鋸鏈條油必須是可生物降解型潤渭油，相關(guān)產(chǎn)品基本多以合成酯為基礎(chǔ)油。
船舶發(fā)動機傳動裝置將動力傳遞到曝露在水中的螺旋槳上，傳動連接處必定會有一定的縫隙，艉軸管即保證螺旋槳正常運轉(zhuǎn)又能實現(xiàn)防水的部件，其中的潤滑油起潤滑和密封作用。但艉軸管潤滑油特殊的工作環(huán)境決定其泄漏至水體的風(fēng)險較高，一旦泄漏會造成海洋等水體環(huán)境的嚴重污染。因此可生物降解是艉軸管潤滑油的必然要求，典型產(chǎn)品有TOTAL公司的 BIONEPTAN HT 100 以及BIONEPTAN 100/150/220的合成酯艉管潤滑油。另外，使用低黏度單酯的揮發(fā)性沖壓油也具有良好的環(huán)保特性，多用于加工食品級金屬產(chǎn)品。
作為綜合性能優(yōu)異的合成酯，自身結(jié)構(gòu)賦予了其固有的生物降解屬性，作為基礎(chǔ)油使用可使?jié)櫥瑒┚哂协h(huán)境友好的特性，符合潤滑油向綠色環(huán)保發(fā)展的趨勢，是目前可生物降解潤滑劑最主要的基礎(chǔ)油。
雙酯、多元醇酯的生物降解性較好，特別是多元醇酯由于分子結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性和調(diào)控性強，是目前可生物降解潤滑劑中應(yīng)用最廣泛的一類基礎(chǔ)油。雖然目前國內(nèi)可生物降解潤滑劑市場規(guī)模小，成熟產(chǎn)品少，但在環(huán)保法規(guī)日趨嚴格和大力倡導(dǎo)綠色發(fā)展的新形勢下，環(huán)境敏感區(qū)域可生物降解潤滑劑對傳統(tǒng)潤滑劑的替代將逐步加快。合成酯作為一種主要的可生物降解基礎(chǔ)油，對其生物降解性與分子結(jié)構(gòu)組成關(guān)系的研究以及在可生物降解潤滑劑中的應(yīng)用研究等勢必會受到更為廣泛的關(guān)注。
文章來源：《上海潤滑油信息》
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