摘要:文章对植物油制备润滑剂基础油的改性方法尤其是选择性氢化、环氧化和酯交换的化学改性方法及研究进展进行了综述,阐述了各类改性方法的优点和不足,并对改性方法的发展趋势进行了展望,以期对植物油润滑剂的改性研究提供一定的参考。
关键词:植物油;润滑剂;氧化稳定性;低温流动性;改性;
近年来,随着油气勘探过程中各类复杂井的开发不断增加,井下高摩阻、起下钻困难等复杂情况日趋频繁,对钻井液润滑剂的性能指标要求也越来越高。同时,随着我国对钻井助剂环保要求的日趋严格,矿物油、混油等传统润滑剂材料因其自身的局限性,发展应用逐渐受到限制,向水基钻井液中添加绿色环保、高性能、耐磨阻的润滑剂是目前最安全、高效钻井的有效方式之一。植物油是天然的绿色润滑材料,来源广泛、环保无毒,且生物降解性高,最高可达90%以上,显著高于矿物油类润滑剂,因此,以植物油为基础油研制的可降解润滑剂逐渐受到研究学者的青睐,其每年的需求量正不断攀升。植物油润滑剂具有良好的润滑效果和生物降解性,其主要成分为甘油三酯,可附在金属表面起到润滑效果,但其极压承载、抗磨能力低于常用基础油,且由于植物油中含有大量不饱和键,活性高,导致其热氧化稳定性较差,因此,在用作润滑剂基础油之前常常需要先对其进行改性。本文对植物油作为基础油的改性制备方法进行了综述,并对其发展趋势进行了展望,希望对未来植物油类润滑剂的改性研究起到一定的参考作用。
1 植物油类润滑剂的改性方法
植物油作为基础油由于其含有大量双键,氧化稳定性、抗温性均较差,一般要对其改性。常见的改性方法有生物改性、化学改性和添加抗氧剂等方法。
1.1 生物改性
植物油中油酸只含有一个碳碳双键,其低温流动性和氧化稳定性良好,而亚油酸、亚麻酸等存在多个不饱和键,活性高,因此,其相应的稳定性较差。生物改性主要是指通过对植物进行培育,降低其多元不饱和键的组分,提高一元不饱和键组分,从而提高其氧化稳定性。该技术最具环保特色,且成本低,具有极大的发展前景。例如,法国学者通过生物改性技术对葵花籽油进行培育,成功将其中的油酸含量从60%提高到了90%以上,改性后的葵花籽油的抗氧化能力得到有效提高。H.Kab等人通过对葵花籽的生物遗传分析,培育出一种油酸含量大于90%的葵花籽油,该改性葵花籽油的热氧化稳定性大大提高,因其硬脂酸成分小于1.5%,低温流动性也得到显著改善,后续已不需要继续进行化学改性也能满足各项润滑指标。同时该植物油改性后的纯度高,作为植物油基础原料广受欢迎。ANJANI等人通过对红花油进行培育,提高了红花油中的油酸含量,氧化稳定性得到改善,改性后的植物油可应用于机械设备、燃料、油气钻井等领域。但生物改性技术有一个不足之处就是其不能彻底解决植物油中不饱和双键的氧化稳定性问题,目前该技术主要在国外取得一定研究成果,国内几乎没有任何研究进展,因此,其推广受到限制。
1.2 化学改性
植物油的分子结构中含有的碳碳双键、丙烯基碳等决定了它容易受到氧原子攻击,在高温下易发生氧化反应和分子结构断裂,这些活性高的易受攻击的基团也正是植物油进行化学改性的地方。植物油常见的化学改性主要有3种,分别是选择性氢化改性、环氧化改性、酯交换。
1.2.1 氢化改性
天然植物油中多含有较多的不饱和双键及含氮化合物,不饱和度是影响植物油氧化安定性差的关键因素,常常需要进行加氢处理。然而,需要注意的是,为了保证植物油类润滑剂的低温流动性,不能将所有双键全部转化为单键,如果在氢化改性过程中将植物油中所有双键都氢化加成,则该植物油虽然氧化稳定性得到有效提高,但也导致其倾倒点升高。因此,选择性氢化成为近年来氢化改性的研究热点。根据相关文献报道,该改性常用的催化剂有Cu/Si O2、Pd/γ-Al2O3、Pd/SiO2等。Ravasio等人对多种植物油进行选择性氢化反应,使用的催化剂为Cu/SiO2,改性后的产物中油酸含量高达88%,反应过程中反式脂肪酸和硬脂酸含量未增加,其倾倒点低至-15℃,低温流动性较好。由于多个不饱和双键在进行选择性氢化时,易使得反式酸的含量升高,从而导致熔点升高,因此,目前选择性氢化还处于实验室探索阶段,商业生产应用还未实现。
1.2.2环氧化改性
植物油热稳定性较差,通过对碳碳双键进行环氧化改性,可有效提高润滑剂的热稳定性、黏度和润滑效果。植物油能够与H2O2、过氧乙酸等环氧剂氧化从而生成环氧基,常规催化剂多使用H3PO4、H2SO4等强无机酸。KUMAR CHAURASIA等人用H2SO4为催化剂对麻疯树油进行了环氧化改性,结果表明,改性后麻疯树油的载荷能力和氧化稳定性显著提高,而且其与抗氧剂适应性很好,加入一定量抗氧剂后,改性麻疯树油的旋转氧弹指数提高了8倍。随着研究进展,国外学者发现催化剂是影响反应的最大参数,因此,其改性逐渐转向各类新型催化剂的探索与开发,如WEI等人则使用可回收固体酸催化剂对大豆油进行了环氧化改性。实验表明,催化剂加量为0.8%时,氧化转化率达85%以上,大豆油的氧化安定性和润滑性得到明显提高,且能循环使用多次,催化性能优于H2SO4。环氧化改性使得天然植物油中的不饱和双键得到消除,氧化安定性和润滑性得到改善,但其倾倒点反而升高了。另外,由于环氧基活性高、不稳定,因此,常常需要对环氧化植物油开展进一步的改性。
为了改善环氧化植物油的低温流动性,最常见的改性方法就是开环反应,室内常用的开环方法为酰化、加氢甲酰化、氨基烷基化等,常用的催化剂为水溶性酸。研究发现,通过开环反应能有效改善环氧化植物油的低温流动性和氧化稳定性,还能一定程度上降低摩擦系数。RIOS等人详细探讨了环氧蓖麻油酸酯与两种醇类的开环反应。由实验数据可知,以对甲苯磺酸为催化剂,用2-乙基已醇进行开环反应时,产物的倾倒点低至-50℃以下,低温流动性显著改善,且氧化稳定优异;而采用1-辛醇时得到的产物线性链醇具有更高的黏度。HWANG等人以浓H2SO4为催化剂,采用长链脂肪醇与环氧大豆油进行开环反应,开环后的产物继续与酸酐进行酯交换反应,最终得到的改性大豆油低温流动性优异,倾倒点低至-42℃,且有效提高了环氧化大豆油的热稳定性。开环反应能有效消除环氧化植物油中的环氧基团,在改善植物油低温流动性的同时,也有效的改善了植物油的热稳定性能和摩擦系数。但目前开环反应中常用的催化剂为无机酸,对反应介质造成腐蚀并污染环境,且开环反应的工艺流程还不是很成熟,因此,有必要开发环保高效的催化剂从而提高开环反应的改性工艺。
1.2.3 酯交换
植物油的氢化改性和环氧化改性虽然都能有效改善其氧化稳定性,但同时也影响了植物油的低温流动性,从而导致顾此失彼,通过酯交换反应可以有效降低植物油的黏度,从而改善其低温流动性。酯交换反应是植物油中甘油三酯被醇类取代,主要有两个步骤:(1)甘油三酯与低碳醇类进行酯化反应制备脂肪酸甲酯;(2)甲酯与长链醇在催化剂作用下继续进行酯化生成另一种酯。酯交换改性后的植物油不仅保留了其良好的低温流动性和黏度,还提高了其氧化稳定性以及载荷能力,因此,酯交换改性是植物油改性最热门的研究方向之一。
影响酯交换反应最重要的两个因素是反应醇和催化剂的种类。酸催化剂的催化速率是碱催化剂的0.025%,且常用的酸催化剂多为无机酸,通过反应产生的产物分离难度高且腐蚀性强,因此,商业应用很少。由碱催化剂进行的酯交换反应具有高达98%的产物收率且反应时间较短,从而成为目前最广泛应用的酯交换催化剂。ZAHID R等人使用甲醇钠对棕榈油进行酯交换改性得到了TMP酯,得到的反应产物具有较低的倾点。醇的种类众多,常用于酯交换的醇类多为季戊四醇、三羟甲基丙烷、戊二醇等多元醇,通过酯交换产生的多元醇酯的高温稳定性也更好。ZULKIFLI等人使用棕榈油甲酯与三羟甲基丙烷、季戊四醇反应,分别生成了TMP酯和PE酯,实验结果表明,反应形成的TMP酯和PE酯的润滑能力和黏度都得到显著改善,在高承载压力下,两种酯形成的油膜依然稳定不破裂,与商业润滑剂效果相当。
植物油酯交换改性后的基础油多可以直接用于钻井液润滑剂领域,如甄剑武以植物油为原材料,通过酯交换改性和硫化研制出了一种润滑剂RHJ-1,该润滑剂在高密度钻井液中抗温达150℃,摩擦系数低至0.105。钱晓琳等人以天然植物油和多元醇通过酯交换改性研制出一种环保润滑剂。该润滑剂环保无毒,可抗160℃高温,且与钻井液配伍性良好,在聚磺类钻井液体系中的润滑效果优于原油,能有效降低摩阻、避免托压卡钻的发生,现场应用效果良好。蒋卓等人以植物油为原料,通过酯交换改性得到含不饱和双键的脂肪酸酯,并引入-OH、-NH2等吸附基团和氯、硫、磷等极压抗磨元素,制备出了一种高效润滑剂,该润滑剂具有较强的抗盐、抗钙能力,抗温达180℃。曹砚锋等人采用植物油和多元醇进行酯交换改性制备了一种长链脂肪酸脂,该改性产物继续与多种表面活性剂复配后得到一种环保润滑剂,润滑能力强,无毒可降解,在玛北油田获得成功应用。
1.3 添加抗氧化剂
抗氧化剂的选择对植物油类润滑剂尤其是绿色润滑剂及其重要,植物油类多含有不饱和度较高,使其抗氧性能较差,因此,常常需要加入一些抗氧化剂来提高润滑剂的抗氧能力,延缓其老化过程。常用的抗氧化剂有酚类、有机硫化合物和膦类化合物。同时,随着未来的研究趋势,润滑剂的添加剂还需要考虑对环境和健康的影响,其中硫化脂肪是一种环境友好的极压抗磨剂,常被引入润滑剂中;含磷、氮元素的有机添加剂因能有效提高润滑剂的生物降解能力也得到广泛研究。KREIVAITIS等人对百里香和鼠尾草中的生育酚类进行了研究和提取并加入到植物油中。通过研究发现,抗氧剂生育酚可明显延长菜籽油的氧化稳定时间。添加剂能有效提高润滑剂的多项性能,但目前适用于植物油类润滑剂的低毒性添加剂还较少,大部分的抗氧剂研究主要还是针对合成油和矿物油,因此,针对于植物油的抗氧剂还需要深入研究。
1.4 植物油类润滑剂改性方法对比
目前,植物油的改性方法繁多,最常用的就是通过选择性氢化、环氧化及开环反应、酯交换等化学改性方式来对植物油的分子结构进行修饰和优化,其各类改性方法各有利弊,见表1。
表1 植物油改性方法的优缺点
2 结论与展望
随着国家各类环保政策的出台以及对润滑剂需求的不断增长,可再生植物油类润滑剂将逐步取代矿物油类润滑剂,而改性植物油也将会逐步成为钻井液润滑剂配方中的重要基础油,助力钻井液用环保润滑剂的发展。植物油改性过程中的各类改性方法各有优劣:(1)生物遗传改性难度大;(2)天然低毒性抗氧剂环保可降解,但该类抗氧剂材料的研究太少;(3)选择性氢化改性可改善植物油氧化稳定性,但因为其严苛的反应条件,尚未得到商业化应用;(4)环氧化改性可有效提高植物油的氧化稳定性和润滑效果,具有反应所需温度低且工艺简单等优点,缺点是生成的环氧基团产物低温流动性较差,开环反应能有效解决该倾点问题。(5)酯交换改性可改善植物油氧化稳定性且不影响其低温流动性,但其对原材料要求较高,不仅植物油的脂肪酸含量要高,且反应条件及温度也较高。综合以上各改性方法的优缺点,从未来植物油润滑剂的发展趋势来看,笔者认为环氧化改性及开环反应的前景最大。该改性从原材料的选择、反应温度、反应工艺都优于其他方法,且还能在保证植物油低温流动性的同时,有效提高其氧化稳定性和润滑能力,因此,具有较好的发展前景。
总体来说,植物油改性的发展方向就是为了优化其氧化稳定性和低温流动性,当单一的改性方法不能有效改善植物油的综合性能时,可以尝试结合多种改性方法对植物油进行依次改性,以满足植物油润滑剂的各项应用需求。
信息来源:化学工程师 2024,38(05),85-88+116
关键词:植物油;润滑剂;氧化稳定性;低温流动性;改性;
近年来,随着油气勘探过程中各类复杂井的开发不断增加,井下高摩阻、起下钻困难等复杂情况日趋频繁,对钻井液润滑剂的性能指标要求也越来越高。同时,随着我国对钻井助剂环保要求的日趋严格,矿物油、混油等传统润滑剂材料因其自身的局限性,发展应用逐渐受到限制,向水基钻井液中添加绿色环保、高性能、耐磨阻的润滑剂是目前最安全、高效钻井的有效方式之一。植物油是天然的绿色润滑材料,来源广泛、环保无毒,且生物降解性高,最高可达90%以上,显著高于矿物油类润滑剂,因此,以植物油为基础油研制的可降解润滑剂逐渐受到研究学者的青睐,其每年的需求量正不断攀升。植物油润滑剂具有良好的润滑效果和生物降解性,其主要成分为甘油三酯,可附在金属表面起到润滑效果,但其极压承载、抗磨能力低于常用基础油,且由于植物油中含有大量不饱和键,活性高,导致其热氧化稳定性较差,因此,在用作润滑剂基础油之前常常需要先对其进行改性。本文对植物油作为基础油的改性制备方法进行了综述,并对其发展趋势进行了展望,希望对未来植物油类润滑剂的改性研究起到一定的参考作用。
1 植物油类润滑剂的改性方法
植物油作为基础油由于其含有大量双键,氧化稳定性、抗温性均较差,一般要对其改性。常见的改性方法有生物改性、化学改性和添加抗氧剂等方法。
1.1 生物改性
植物油中油酸只含有一个碳碳双键,其低温流动性和氧化稳定性良好,而亚油酸、亚麻酸等存在多个不饱和键,活性高,因此,其相应的稳定性较差。生物改性主要是指通过对植物进行培育,降低其多元不饱和键的组分,提高一元不饱和键组分,从而提高其氧化稳定性。该技术最具环保特色,且成本低,具有极大的发展前景。例如,法国学者通过生物改性技术对葵花籽油进行培育,成功将其中的油酸含量从60%提高到了90%以上,改性后的葵花籽油的抗氧化能力得到有效提高。H.Kab等人通过对葵花籽的生物遗传分析,培育出一种油酸含量大于90%的葵花籽油,该改性葵花籽油的热氧化稳定性大大提高,因其硬脂酸成分小于1.5%,低温流动性也得到显著改善,后续已不需要继续进行化学改性也能满足各项润滑指标。同时该植物油改性后的纯度高,作为植物油基础原料广受欢迎。ANJANI等人通过对红花油进行培育,提高了红花油中的油酸含量,氧化稳定性得到改善,改性后的植物油可应用于机械设备、燃料、油气钻井等领域。但生物改性技术有一个不足之处就是其不能彻底解决植物油中不饱和双键的氧化稳定性问题,目前该技术主要在国外取得一定研究成果,国内几乎没有任何研究进展,因此,其推广受到限制。
1.2 化学改性
植物油的分子结构中含有的碳碳双键、丙烯基碳等决定了它容易受到氧原子攻击,在高温下易发生氧化反应和分子结构断裂,这些活性高的易受攻击的基团也正是植物油进行化学改性的地方。植物油常见的化学改性主要有3种,分别是选择性氢化改性、环氧化改性、酯交换。
1.2.1 氢化改性
天然植物油中多含有较多的不饱和双键及含氮化合物,不饱和度是影响植物油氧化安定性差的关键因素,常常需要进行加氢处理。然而,需要注意的是,为了保证植物油类润滑剂的低温流动性,不能将所有双键全部转化为单键,如果在氢化改性过程中将植物油中所有双键都氢化加成,则该植物油虽然氧化稳定性得到有效提高,但也导致其倾倒点升高。因此,选择性氢化成为近年来氢化改性的研究热点。根据相关文献报道,该改性常用的催化剂有Cu/Si O2、Pd/γ-Al2O3、Pd/SiO2等。Ravasio等人对多种植物油进行选择性氢化反应,使用的催化剂为Cu/SiO2,改性后的产物中油酸含量高达88%,反应过程中反式脂肪酸和硬脂酸含量未增加,其倾倒点低至-15℃,低温流动性较好。由于多个不饱和双键在进行选择性氢化时,易使得反式酸的含量升高,从而导致熔点升高,因此,目前选择性氢化还处于实验室探索阶段,商业生产应用还未实现。
1.2.2环氧化改性
植物油热稳定性较差,通过对碳碳双键进行环氧化改性,可有效提高润滑剂的热稳定性、黏度和润滑效果。植物油能够与H2O2、过氧乙酸等环氧剂氧化从而生成环氧基,常规催化剂多使用H3PO4、H2SO4等强无机酸。KUMAR CHAURASIA等人用H2SO4为催化剂对麻疯树油进行了环氧化改性,结果表明,改性后麻疯树油的载荷能力和氧化稳定性显著提高,而且其与抗氧剂适应性很好,加入一定量抗氧剂后,改性麻疯树油的旋转氧弹指数提高了8倍。随着研究进展,国外学者发现催化剂是影响反应的最大参数,因此,其改性逐渐转向各类新型催化剂的探索与开发,如WEI等人则使用可回收固体酸催化剂对大豆油进行了环氧化改性。实验表明,催化剂加量为0.8%时,氧化转化率达85%以上,大豆油的氧化安定性和润滑性得到明显提高,且能循环使用多次,催化性能优于H2SO4。环氧化改性使得天然植物油中的不饱和双键得到消除,氧化安定性和润滑性得到改善,但其倾倒点反而升高了。另外,由于环氧基活性高、不稳定,因此,常常需要对环氧化植物油开展进一步的改性。
为了改善环氧化植物油的低温流动性,最常见的改性方法就是开环反应,室内常用的开环方法为酰化、加氢甲酰化、氨基烷基化等,常用的催化剂为水溶性酸。研究发现,通过开环反应能有效改善环氧化植物油的低温流动性和氧化稳定性,还能一定程度上降低摩擦系数。RIOS等人详细探讨了环氧蓖麻油酸酯与两种醇类的开环反应。由实验数据可知,以对甲苯磺酸为催化剂,用2-乙基已醇进行开环反应时,产物的倾倒点低至-50℃以下,低温流动性显著改善,且氧化稳定优异;而采用1-辛醇时得到的产物线性链醇具有更高的黏度。HWANG等人以浓H2SO4为催化剂,采用长链脂肪醇与环氧大豆油进行开环反应,开环后的产物继续与酸酐进行酯交换反应,最终得到的改性大豆油低温流动性优异,倾倒点低至-42℃,且有效提高了环氧化大豆油的热稳定性。开环反应能有效消除环氧化植物油中的环氧基团,在改善植物油低温流动性的同时,也有效的改善了植物油的热稳定性能和摩擦系数。但目前开环反应中常用的催化剂为无机酸,对反应介质造成腐蚀并污染环境,且开环反应的工艺流程还不是很成熟,因此,有必要开发环保高效的催化剂从而提高开环反应的改性工艺。
1.2.3 酯交换
植物油的氢化改性和环氧化改性虽然都能有效改善其氧化稳定性,但同时也影响了植物油的低温流动性,从而导致顾此失彼,通过酯交换反应可以有效降低植物油的黏度,从而改善其低温流动性。酯交换反应是植物油中甘油三酯被醇类取代,主要有两个步骤:(1)甘油三酯与低碳醇类进行酯化反应制备脂肪酸甲酯;(2)甲酯与长链醇在催化剂作用下继续进行酯化生成另一种酯。酯交换改性后的植物油不仅保留了其良好的低温流动性和黏度,还提高了其氧化稳定性以及载荷能力,因此,酯交换改性是植物油改性最热门的研究方向之一。
影响酯交换反应最重要的两个因素是反应醇和催化剂的种类。酸催化剂的催化速率是碱催化剂的0.025%,且常用的酸催化剂多为无机酸,通过反应产生的产物分离难度高且腐蚀性强,因此,商业应用很少。由碱催化剂进行的酯交换反应具有高达98%的产物收率且反应时间较短,从而成为目前最广泛应用的酯交换催化剂。ZAHID R等人使用甲醇钠对棕榈油进行酯交换改性得到了TMP酯,得到的反应产物具有较低的倾点。醇的种类众多,常用于酯交换的醇类多为季戊四醇、三羟甲基丙烷、戊二醇等多元醇,通过酯交换产生的多元醇酯的高温稳定性也更好。ZULKIFLI等人使用棕榈油甲酯与三羟甲基丙烷、季戊四醇反应,分别生成了TMP酯和PE酯,实验结果表明,反应形成的TMP酯和PE酯的润滑能力和黏度都得到显著改善,在高承载压力下,两种酯形成的油膜依然稳定不破裂,与商业润滑剂效果相当。
植物油酯交换改性后的基础油多可以直接用于钻井液润滑剂领域,如甄剑武以植物油为原材料,通过酯交换改性和硫化研制出了一种润滑剂RHJ-1,该润滑剂在高密度钻井液中抗温达150℃,摩擦系数低至0.105。钱晓琳等人以天然植物油和多元醇通过酯交换改性研制出一种环保润滑剂。该润滑剂环保无毒,可抗160℃高温,且与钻井液配伍性良好,在聚磺类钻井液体系中的润滑效果优于原油,能有效降低摩阻、避免托压卡钻的发生,现场应用效果良好。蒋卓等人以植物油为原料,通过酯交换改性得到含不饱和双键的脂肪酸酯,并引入-OH、-NH2等吸附基团和氯、硫、磷等极压抗磨元素,制备出了一种高效润滑剂,该润滑剂具有较强的抗盐、抗钙能力,抗温达180℃。曹砚锋等人采用植物油和多元醇进行酯交换改性制备了一种长链脂肪酸脂,该改性产物继续与多种表面活性剂复配后得到一种环保润滑剂,润滑能力强,无毒可降解,在玛北油田获得成功应用。
1.3 添加抗氧化剂
抗氧化剂的选择对植物油类润滑剂尤其是绿色润滑剂及其重要,植物油类多含有不饱和度较高,使其抗氧性能较差,因此,常常需要加入一些抗氧化剂来提高润滑剂的抗氧能力,延缓其老化过程。常用的抗氧化剂有酚类、有机硫化合物和膦类化合物。同时,随着未来的研究趋势,润滑剂的添加剂还需要考虑对环境和健康的影响,其中硫化脂肪是一种环境友好的极压抗磨剂,常被引入润滑剂中;含磷、氮元素的有机添加剂因能有效提高润滑剂的生物降解能力也得到广泛研究。KREIVAITIS等人对百里香和鼠尾草中的生育酚类进行了研究和提取并加入到植物油中。通过研究发现,抗氧剂生育酚可明显延长菜籽油的氧化稳定时间。添加剂能有效提高润滑剂的多项性能,但目前适用于植物油类润滑剂的低毒性添加剂还较少,大部分的抗氧剂研究主要还是针对合成油和矿物油,因此,针对于植物油的抗氧剂还需要深入研究。
1.4 植物油类润滑剂改性方法对比
目前,植物油的改性方法繁多,最常用的就是通过选择性氢化、环氧化及开环反应、酯交换等化学改性方式来对植物油的分子结构进行修饰和优化,其各类改性方法各有利弊,见表1。
表1 植物油改性方法的优缺点
2 结论与展望
随着国家各类环保政策的出台以及对润滑剂需求的不断增长,可再生植物油类润滑剂将逐步取代矿物油类润滑剂,而改性植物油也将会逐步成为钻井液润滑剂配方中的重要基础油,助力钻井液用环保润滑剂的发展。植物油改性过程中的各类改性方法各有优劣:(1)生物遗传改性难度大;(2)天然低毒性抗氧剂环保可降解,但该类抗氧剂材料的研究太少;(3)选择性氢化改性可改善植物油氧化稳定性,但因为其严苛的反应条件,尚未得到商业化应用;(4)环氧化改性可有效提高植物油的氧化稳定性和润滑效果,具有反应所需温度低且工艺简单等优点,缺点是生成的环氧基团产物低温流动性较差,开环反应能有效解决该倾点问题。(5)酯交换改性可改善植物油氧化稳定性且不影响其低温流动性,但其对原材料要求较高,不仅植物油的脂肪酸含量要高,且反应条件及温度也较高。综合以上各改性方法的优缺点,从未来植物油润滑剂的发展趋势来看,笔者认为环氧化改性及开环反应的前景最大。该改性从原材料的选择、反应温度、反应工艺都优于其他方法,且还能在保证植物油低温流动性的同时,有效提高其氧化稳定性和润滑能力,因此,具有较好的发展前景。
总体来说,植物油改性的发展方向就是为了优化其氧化稳定性和低温流动性,当单一的改性方法不能有效改善植物油的综合性能时,可以尝试结合多种改性方法对植物油进行依次改性,以满足植物油润滑剂的各项应用需求。
信息来源:化学工程师 2024,38(05),85-88+116










