温度升高润滑油的粘度(润滑油闪点高低由什么因素来决定？内在原因是什么？)

Posted 2023-06-01

篇首语：不塞不流，不止不行。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了温度升高润滑油的粘度(润滑油闪点高低由什么因素来决定？内在原因是什么？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

温度升高润滑油的粘度(润滑油闪点高低由什么因素来决定？内在原因是什么？)

昨天有采购人员咨询我：有一个牌号的润滑油粘度68cst，@40℃，开口闪点230℃，还有一个牌号润滑油粘度45cst，@40℃，开口闪点275℃。这大大颠覆了他的认知，他认为，粘度越大，分子链越长，分子量就越大，闪点与沸点就越高。而上面两种油恰恰反过来了！他怀疑是不是生产厂家数据虚标虚假宣传？

在给出答案之前，我们要先了解两个问题：

闪点是什么意思？闪点高低由什么因素决定的？

闪点是什么意思

闪火点，又叫闪点，是材料或制品与外界空气形成混合气与火焰接触时发生闪火并立刻燃烧的最低温度（来源于百度百科的解释）。

润滑油是混合物，主要组成成分是C和H两种元素，分子结构大概可分为链状烷烃（也叫石蜡烃）及环烷烃，链状烃分子通式CnH2n+2，分子结构可以理解为一条长长的绳子，绳子上有多个碳原子的节点，每个节点有四条腿，每条腿上都连着H原子或者C原子。

辛烷（C8H18）结构示意图，绿球是C原子，灰球是H原子。

环烷烃分子通式CnH2n,分子首尾相接，为闭合的环状。

环辛烷（C8H16）结构示意图，为闭合的环状。

润滑油里面既有链状烃，又有环状烃，既有小分子（比如C7H16、C10H20），又有大分子（比如C45H92），所以说润滑油是由长短不一、大大小小的很多分子混合组成的，如果想知道油里面有多少链状烃、多少环状烃、各个碳数的分子含量分别有多少、多少异构烷烃多少正构烷烃，那就需要专业的检测仪器来检测了，比如光谱仪。

闪点高低的内在原因

这些大大小小的分子，分子之间也有作用力（束缚力），小分子之间作用力小些，大分子相对大一些。

当润滑油遇到高温，润滑油中的部分小分子会慢慢摆脱分子间作用力（小分子分子间作用力小，相对容易摆脱），逐渐扩散到油液上方空气中，当环境温度达到这部分扩散的小分子的着火点时，遇到明火就会发生闪火现象，但这种现象不是持续的，大概几秒钟就会熄灭，不会持续燃烧。那么，这个环境温度，假设说是230℃，就是这个润滑油的闪点。那235℃、240℃或者更高温度会不会发生闪火现象呢，也会，但更高的温度就不是闪点了，闪点是指能发生闪火现象的最低温度。

看到这里，相信大家基本了解了，闪点其实就是由润滑油中小分子决定的，小分子的碳数越小&小分子数目越多，意味着分子间束缚力越小，沸点越低，越容易挥发到空气中，越容易遇火起火。比如汽油，汽油主要成分为C5～C12链状烃和环烷烃，属于小分子混合物，很容易挥发，我们去加油站加油总能闻到汽油味，这就是汽油分子挥发到空气中，我们鼻子捕捉到了这些分子，就闻到了汽油味。加油站禁止烟火也是为了安全。

那么重要的问题来了：低粘度润滑油小分子就一定多吗?高粘度润滑油小分子就一定少吗？这是个核心问题，因为这不仅仅决定闪点这个指标，还关系到基础油、润滑油及白油等石油制品的使用性能。

前面说了，润滑油是个混合物，是由大大小小长短不一的无数个分子组成的。我么可以通过一些检测手段得到一个重要的数据——碳分布及馏程。所谓碳分布，简单地说，就是各个碳数的分子在润滑油中各占比多少。所谓馏程，指的是某润滑油的沸点范围（因为润滑油是混合物，各分子的沸点不同，有高有低。笼统来说，随着分子中碳数的增加，沸点增高）。

某粘度为45cst@40℃油品碳分布示意图

上图我们可以看出，该油品最小的碳数为C27，最大为C50，那么它的闪点主要就是由碳数在C27-C31这个范围内、相对较小的分子决定的，因为这部分分子相对其他分子更容易挥发扩散。根据实测，这款油品粘度45cst，@40℃，开口闪点大概在270℃。

某粘度为68cst@40℃油品碳分布示意图

上图我们可以看出，该油品最小的碳数为C20，最大为C64，那么它的闪点主要就是由碳数在C20-C27这个范围内、相对较小的分子决定的，因为这部分分子相对其他分子更容易挥发扩散。根据实测，这款油品粘度67.5cst，@40℃，开口闪点大概在240℃。

比较以上两个油品的碳分布图，我们可以看到，45粘度的油品虽然粘度小，但它却没有C20-C26之间这些小分子。闪点是由小分子（轻组分）的含量决定的，所以，在这个案例中，低粘度的闪点反而比高粘度高。

闪点高低带给我们的意义

碳分布图的意义很大，它能推测出该产品的馏程范围，特别是在高温应用中很有用。高温环境应用中，闪点低的，油烟必然大，变质越快，蒸发损失也大，所以，尽可能的选择闪点高的产品，而不是只看粘度高低。那么，是不是大分子越多，闪点越高，高温应用越好呢？当然不是，大分子太多，高温下容易发生断链，断裂的分子容易与空气中的氧气氮气等结合，生成新的有害化合物，如含有羰基基团的化合物等。

结语

闪点高低与粘度并不是正相关，而与产品碳链分布有关，也就是说要看产品内各个碳数的含量，特别是低碳数分子的占比。
碳分布对润滑油的高温应用的实际意义更大，能有效预见不同品牌、不同规格的润滑油产品在高温环境使用时的性能。
对大多数润滑油产品来讲，馏程对于性能的阐述更直接，更有效。初馏点高一些好，馏程窄一些好。