月桂酸二乙醇酰胺对液压油生物降解性及使用性能的影响

夏 侃，陈波水，张 楠，方建华

（解放军后勤工程学院油料应用工程系，重庆401311）

随着机械加工技术的发展以及人类环保意识的不断增强，现代润滑技术已从以往只关注使用效能走向同时关注使用与生态双重效能的润滑新理念，环境友好润滑剂已成为润滑材料发展的必然趋势［1－4］。生物降解性是表征润滑剂生态效能的最重要指标之一。矿物润滑油生物降解性差，属生物难降解润滑剂，是矿物润滑油发展和广泛应用中亟待解决的重要问题之一。

迄今为止，国内外有关添加剂技术改善矿物润滑油生物降解性的研究报道很少。陈波水等［5－7］率先提出了生物降解促进剂的新概念，并研制开发出了多种可促进矿物基础油生物降解的添加剂。孙霞、梁恺等［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剂作为生物降解促进剂能有效提高矿物基础油的生物降解性、抗磨减摩性和抗腐蚀性，但缺乏进一步开展生物降解促进剂对成品润滑油生物降解性及相关物理化学性能影响的研究。成品润滑油与基础油的组成和性能不同，系统研究生物降解促进剂对成品润滑油生物降解性及相关物理化学性能影响对进一步认识生物降解促进剂的作用和机制、推动生物降解促进剂应用具有重要意义。本课题以月桂酸二乙醇酰胺（LDEA）作为润滑油生物降解促进剂，考察LDEA对HM46抗磨液压油生物降解性、抗磨减摩性、抗腐蚀性、抗乳化性以及抗泡性的影响。

1 实 验

1.1 主要试剂

油酸，分析纯，成都科龙化工试剂厂生产；LDEA，自制，制备方法参见文献［12］；HM46抗磨液压油，中国石化一坪润滑油公司生产。

1.2 生物降解性测定

采用课题组建立的润滑油生物降解性测定方法测定生物降解性［13］。该方法以生物降解指数BDI（相同条件下受试物降解生成的CO2与基准物油酸降解生成的CO2的比值）为降解指标，其值越大，生物降解性越好。

1.3 抗磨减摩性测定

将 LDEA 按质量分数 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分别加入 HM46抗磨液压油中，采用MQ－800型四球摩擦磨损试验机（厦门试验机厂生产），按GB/T 3142—1992方法测定润滑油最大无卡咬负荷（PB）和烧结负荷（PD）。采用济南宏试金试验仪器有限公司生产的MMW－1P型双显式立式摩擦磨损试验机进行长磨试验，在载荷392N下测定磨斑直径（WSD）及摩擦系数。试验转速为1 200r/min，所用钢球为重庆钢球厂生产的Φ12.7 mm的二级GCrl5钢球，硬度59～61HRC。

1.4 腐蚀性测定

将质量分数为1.0%的LDEA加入HM46抗磨液压油中，参照石油产品铜片腐蚀试验方法（GB/T 5096—1985）测定润滑油腐蚀性。

1.5 抗乳化性测定

将 LDEA 按质 量分数 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分别加入HM46抗磨液压油中，采用大连北方分析仪器有限公司生产的BF－25石油和合成液水分离性能测定器，按GB/T 7305方法测定添加LDEA前后抗磨液压油的抗乳化性。

1.6 抗泡性测定

将 LDEA 按质 量分数 0.5%，1.0%，1.5%，2.0%分别加入HM46抗磨液压油中，采用大连北方分析仪器有限公司生产的BF－24润滑油抗泡沫测定器，按GB/T 12579方法测定添加LDEA前后抗磨液压油的抗泡性。

2 结果与讨论

2.1 LDEA对液压油生物降解性的影响

HM46液压油以及加有1.0%LDEA 的HM46液压油在不同降解时间内的生物降解性变化情况见图1。由图1可以看出，在HM46抗磨液压油中加入1.0%LDEA后，液压油的生物降解指数明显提高，在所试验的降解过程中均保持了较高的生物降解率，当试验进行到第14天时，BDI达到64.7%，较未添加LDEA时的33.4%提高了31.3百分点。生物降解性得到改善的原因可能是LDEA含微生物生长所必须的氮元素，可以促进微生物的生长；同时LDEA作为表面活性剂可以降低界面张力，增大油－水界面面积，从而便于微生物与较大油滴之间的直接接触，加速石油烃的降解。

图1 添加LDEA前后液压油生物降解性随时间的变化

2.2 LDEA对液压油抗磨减摩性的影响

在HM46抗磨液压油中加入LDEA后，液压油PB值随LDEA添加量的变化情况见图2。由图2可以看出，当LDEA添加量为0.5%时，液压油的PB值略有下降，但当添加量大于1.0%时，PB值有一定的提高，添加量大于1.5%时达到了803N的最大值。

图2 HM46的PB值随LDEA含量的变化

在HM46抗磨液压油中加入不同质量分数的LDEA后，液压油的PD值随LDEA添加量变化的情况见图3。由图3可以看出，当LDEA的添加量为0.5%时，PD值没有变化，但当添加量大于0.5%时，PD值略有下降，并且随着添加量的增加稳定在1 596N。

图3 HM46的PD值随LDEA含量的变化

在载荷392N、试验时间60min、转速1 200r/min的条件下，采用添加不同含量LDEA的HM46抗磨液压油作为润滑剂时，钢球的WSD见表1。由表1可以看出，在加入不同量的LDEA后，磨斑直径没有明显变化。

表1 添加不同质量分数LDEA后的钢球磨斑直径

添加不同含量LDEA的HM46抗磨液压油作为润滑剂时，摩擦系数随试验时间的变化情况见图4。由图4可以看出，在HM46抗磨液压油中加入LDEA后，摩擦系数显著降低，表明LDEA能起到一定程度的减摩作用，当添加量为1.0%时减摩效果最好。

图4 摩擦系数随LDEA含量的变化

2.3 LDEA对液压油抗腐蚀性的影响

在HM46抗磨液压油中加入LDEA后，铜片腐蚀试验结果见表2。由表2可以看出，LDEA的加入对抗磨液压油的腐蚀性没有明显影响。

表2 抗腐蚀性试验结果

2.4 LDEA对液压油抗乳化性的影响

添加LDEA前后HM46抗磨液压油抗乳化性能的变化情况见表3。由表3可以看出，加入LDEA后HM46抗磨液压油的油水分离时间大幅缩短，当添加量小于1.0%时破乳效果最明显，表明LDEA可在一定程度上改善该液压油的抗乳化性。

表3 抗乳化性试验结果

2.5 LDEA对液压油抗泡性的影响

添加LDEA前后HM46抗磨液压油抗泡性的变化情况见表4。由表4可以看出，LDEA的加入对HM46抗磨液压油的抗泡性影响不大。

表4 抗泡性实验结果（泡沫体积） mL

3 结 论

（1）LDEA能显著提高HM46抗磨液压油的生物降解性，表明LDEA是一种有效的矿物润滑油生物降解促进剂。

（2）LDEA作为生物降解促进剂在改善HM46抗磨液压油生物降解性的同时，能在一定程度上改善HM46抗磨液压油的减摩性和抗乳化性。

（3）LDEA对HM46抗磨液压油的抗磨性、抗腐蚀性及抗泡性无明显影响。

（4）本结果仅适于中国石化一坪润滑油公司生产的HM46抗磨液压油，考虑到不同生产厂和不同品种的抗磨液压油其组成配方不同，是否得到相同的结论需进一步验证。

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