花生油和豬油能用于船舶和農業、林業等行業的機器設備潤滑嗎
植物油可以以其天然形式用作潤滑劑。當考慮用于工業和機械潤滑時,它們具有幾個優點和缺點。從積極的一面來看,植物油可具有出色的潤滑性,遠優于礦物油。實際上,它們的潤滑性非常強,以至于在某些應用(例如拖拉機變速箱)中,必須添加摩擦材料以減少離合器打滑。
植物油還具有很高的粘度指數(VI)。例如,植物油的VI通常為223,而大多數礦物油的VI為90至100,聚α-烯烴(PAO)約為126,聚乙二醇為150。粘度指數可以定義為流體粘度随溫度變化的常用量度。粘度指數越高,粘度随溫度的相對變化越小。換句話說,VI值高的油比VI值低的油随溫度變化少。
植物油的另一個重要特性是其高閃點。通常,對于植物油來說,可能達到326℃,而對于大多數礦物油來說,閃點是200℃,對于聚α-烯烴(PAO)來說是221℃,對于聚乙二醇來說是177℃。
閃點可以定義為根據ASTM D92在規定條件下施加小火焰時,必須将可燃液體加熱到足以釋放出足夠蒸氣以與空氣瞬間形成可燃混合物的溫度。
更重要的是,植物油是可生物降解的,通常毒性較小,可再生,并減少了對進口石油的依賴。
不利的一面是,天然形式的植物油缺乏足夠的氧化穩定性以供潤滑劑使用。 低的氧化穩定性意味着,如果未經處理,油會在使用過程中很快氧化,變稠并聚合成塑料一樣的粘稠度。 植物油的化學改性和/或使用抗氧化劑可以解決此問題,但會增加成本。 化學改性可能涉及植物油的部分氫化和其脂肪酸的轉移。
表:潤滑劑的典型測試結果
潤滑劑類型 |
一次生物降解量 |
植物油 |
70-100% |
多元醇和雙酯 |
55-100% |
白油 |
25-45% |
礦物油 |
15-35 |
PAG |
10-20% |
PAO |
5-30% |
聚醚 |
0-25% |
氫化面臨的挑戰是确定該過程應在什麼時候停止。根據所需的流動性和油的傾點,可以确定最佳的氫化效果。生物技術的最新進展已經催生了遺傳穩定的油籽的開發,這些油籽自然穩定性高并且不需要化學改性和/或使用抗氧化劑。
采用美國測試與材料學會(ASTM)和經濟合作與發展組織(OECD)制定的測試方法,将油接種細菌,并在受控條件下保持28天。
監測氧氣消耗或二氧化碳釋放的百分比,以确定生物降解程度。在此期間,大多數植物油的生物降解率已超過70%,而石油的生物降解率大概15%至35%。生物降解的要求是,必須在28天内降解60%以上。
同樣,通過使用涉及魚類,水蚤和其他生物的各種測試,可以測量植物油的毒性。在這種情況下,純淨的礦物油和植物油幾乎沒有毒性,但是當包含添加劑時,毒性增加。
使用植物油的另一個缺點是它們的傾點高。傾點定義為在按照ASTM D97試驗方法規定的條件下冷卻時,觀察到的油或餾分燃料流動的最低溫度。當容器水平放置5秒鐘時,傾點比測試容器中的油沒有移動的溫度高3℃。
該問題也可以通過添加化學添加劑(降凝劑)和/或與具有更低凝點的其他液體混合來解決。各種合成油可用于此。
如果需要高度的生物降解性,則應添加可生物降解的合成酯以改善低溫性能。另一方面,如果目标是保持所謂的生物基特性,即至少51%的潤滑劑是由天然生物材料制成的,則該混合物的一部分可能是具有低傾點的輕質礦物油。後者将顯示出較高的毒性程度和較低的生物降解性。
使用可生物降解的潤滑劑可以幫助保護環境,并減輕将來對礦物油的依賴。特别是海洋,林業和農業等容易受礦物油污染的領域,使用可生物降解的潤滑劑是我們對環境保護的一份承諾。
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