润滑油的多种组分在氧化变质后生成不良物质。润滑油的组分有基础油、添加剂和可能存在的聚合物型粘度改进添加剂。在发动机润滑油中,分解的初始源于燃料的燃烧,它生成氢过氧化物自由基。自由基包括高度支链化的脂肪族化合物,不饱和化合物如烯烃和芳香族化合物如烷基苯。这些物质在汽油和柴油中都存在。燃料油的分解产物随着窜漏通过活塞环进入润滑油中。这些分解产物是高活性的,导致对烃基润滑油产生腐蚀。
窜漏物质与这些化合物反应形成润滑油衍生的过氧化物和氢过氧化物,它们还会进一步分解形成醛、酮和羟酸。存在于空气—燃料混合物中的氮和氧高温反应、燃料中硫的氧化和诸如二烷基二硫代磷酸锌盐等的添加剂的氧化、水解或热分解也能生成酸。氮和氧反应生成氮氧化物在柴油发动机和汽油发动机中更易出现,因为它们受到了苛刻的工况影响,如长时间不间断的运行。当温度达到137时,氮氧化物开始形成,二烷基二硫代磷酸锌盐通常用作发动机润滑油的抗氧化剂。产生的酸可以被碱性的清净剂中和,形成无机金属盐和金属碳酸盐,这些化合物在润滑油介质中溶解度低,容易形成沉淀。
一般理化性能之外,每一种润滑油品还应具有表征其使用特性的特殊理化性质。越是质量要求高,或是**性强的油品,其特殊理化性能就越**。反映这些特殊理化性能的试验方法简要介绍如下:
(1)氧化安定性氧化安定性说明润滑油的抗老化性能,一些使用寿命较长的工业润滑油都有此项指标要求,因而成为这些种类油品要求的一个特殊性能。测定油品氧化安定性的方法很多,基本上都是一定量的油品在有空气(或氧气)及金属催化剂的存在下,在一定温度下氧化一定时间,然后测定油品的酸值、粘度变化及沉淀物的生成情况。一切润滑油都依其化学组成和所处外界条件的不同,而具有不同的自动氧化倾向。随使用过程而发生氧化作用,因而逐渐生成一些醛、酮、酸类和胶质、沥青质等物质,氧化安定性则是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。
(2) 热安定性热安定性表示油品的耐高温能力,也就是润滑油对热分解的抵抗能力,即热分解温度。一些高质量的抗磨液压油、压缩机油等都提出了热安定性的要求。油品的热安定性主要取决于基础油的组成,很多分解温度较低的添加剂往往对油品安定性有不利影响;抗氧剂也不能明显地改善油品的热安定性。