粘度指數(shù)改進(jìn)劑(Viscosity Index  Improver) 又叫增粘劑，通常用VII表示。其主要用于內(nèi)燃機(jī)油、液壓油、自動(dòng)傳動(dòng)液和齒輪油中，在潤(rùn)滑油中加入量比較大的一類添加劑。常用的粘度指數(shù)改進(jìn)劑(VII)包括聚甲基丙烯酸酯(PMA)、乙烯丙烯共聚物(OCP)、聚異丁烯(PIB)和氫化苯乙烯二烯烴共聚物(HSD)四大類。VII能稠化基礎(chǔ)油、改善油品粘溫性，要求VII對(duì)油的抗氧化安定性、清凈性無(wú)有害影響、稠化油在機(jī)械剪切力下粘度損失小。好的VII對(duì)稠化力、剪切穩(wěn)定性、低溫性能和熱氧化安定性是有很高要求的。

1、粘度指數(shù)改進(jìn)劑應(yīng)用概況

早在30年代就在液壓油和大炮齒輪油中加聚異丁烯(PIB)，40年代出現(xiàn)了聚甲基丙烯酸(PMA)，60年代末到70年代初出現(xiàn)了乙丙共聚物（EPC）、烯烴共聚物(OCP)和氫化苯乙烯二烯烴共聚物(HSD)，其中包括氫化苯乙烯丁二烯烴共聚物（SD）及氫化苯乙烯異戊二烯烴共聚物（HSP）等高分子化合物。80年代又出現(xiàn)了分散性高分子化合物。人們稱這些高分子化合物為增粘劑。當(dāng)前VII的發(fā)展趨勢(shì)是在改善剪切安定性、熱氧化安定性和低溫性能的同時(shí)，兼具降凝和分散性能。

2、粘度指數(shù)改進(jìn)劑作用機(jī)理

VII是一種油溶性高分子聚合物，在室溫下呈橡膠或固體形態(tài)，其分子量從幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)。當(dāng)這種高分子聚合物溶解在潤(rùn)滑油中后形成線團(tuán)結(jié)構(gòu)，使油品的粘度遠(yuǎn)大于溶劑的粘度才能增稠。在低溫下，高分子聚合物以線團(tuán)狀存在，對(duì)油品粘度影響不大；隨著溫度升高，其線團(tuán)伸張，有效容積增大，使油品粘度顯著增大。VII就是基于不同溫度下具有不同形態(tài)，對(duì)粘度產(chǎn)生不同影響，以增加油品粘度和改進(jìn)粘溫性能。

3、粘度指數(shù)改進(jìn)劑使用性能

VII的性能有增粘能力、剪切穩(wěn)定性、低溫性能和高溫清凈性、熱氧化安定性等方面。

3.1 增粘性能與剪切穩(wěn)定性

增稠能力主要取決于VII的分子量大小和分子上的主鏈碳數(shù)以及在基礎(chǔ)油中的形態(tài)。分子量越大，稠化能力越強(qiáng)（η=Kma）：η為特性粘度，K為系數(shù)因子；m為分子量；a為常數(shù)）。

VII的增稠能力決定多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油中VII的加入量，VII增稠能力越大，加入量越小，多級(jí)油的成本也就越低，對(duì)多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的清凈性影響小。

剪切穩(wěn)定性是VII的一個(gè)重要的使用性能，它直接影響多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油粘度的穩(wěn)定性。聚合物在油品中的剪切穩(wěn)定性，指的是聚合物分子鏈在機(jī)械作用下斷開(kāi)(降解)的難易程度，取決于聚合物結(jié)構(gòu)及分子量大?。╠p/dt=K(Pt-Pcri)2 ：P為聚合度,-dp/d t為t時(shí)間的降解(聚合度變小)速率,Pt為t時(shí)間的聚合度，Pcri為能在溶液中自由運(yùn)動(dòng)而不會(huì)被機(jī)械力破壞的Z大聚合度，稱臨界聚合度；K是與聚合物結(jié)構(gòu)有關(guān)的降解速率常數(shù)。）同類型VII，分子量越大剪切穩(wěn)定性就越差。與此相反，分子量越大稠化能力就越強(qiáng)。

改善剪切穩(wěn)定性的方法有幾種：一是降低VII的分子量以及使分子量分布變窄；二是通過(guò)改善聚合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使聚合物在保持較高稠化能力的同時(shí), 具有較好的剪切穩(wěn)定性。

3.2 低溫性能

VII對(duì)多級(jí)油低溫性能的影響有低溫啟動(dòng)性和低溫泵送性兩個(gè)指標(biāo)表示。VII在改善油品高溫粘度的同時(shí)，也會(huì)對(duì)油品的低溫粘度產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。低溫啟動(dòng)性是指油品在低溫下發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常發(fā)動(dòng)，用低溫啟動(dòng)粘度(CCS)來(lái)表示；低溫泵送性是指在低溫啟動(dòng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)潤(rùn)滑油系統(tǒng)油壓達(dá)到正常，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部位得到充分潤(rùn)滑，用微型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(MRV)來(lái)評(píng)定。在不同的溫度環(huán)境下，VII對(duì)油品低溫粘度的影響程度不同。

3.3 高溫清凈性

由于高分子聚合物在高溫下易熱氧化分解，因此加人VII對(duì)多級(jí)油的清凈性有明顯影響。VII分子量越小，對(duì)油品的高溫清凈性影響就越小。分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑對(duì)油品高溫清凈性的影響小于非分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑。

通常用成漆板試驗(yàn)?zāi)M油品在高溫下的成膠情況，試驗(yàn)中成漆板成膠的膠重表示油品的清凈性，成膠量越小，油品的清凈性越好。

3.4 熱氧化安定性

主要指VII在經(jīng)受熱氧化分解后導(dǎo)致粘度下降、酸值增加、環(huán)槽積碳增多和粘環(huán)等系列問(wèn)題。VII本身的熱氧化安定性會(huì)影響稠化油的熱氧化安定性，因此評(píng)價(jià)VII都將熱氧化安定性作為一項(xiàng)重要指標(biāo)。

4、常用的幾種粘度指數(shù)改進(jìn)劑性能比較及應(yīng)用

現(xiàn)將常用幾種VII增粘能力、剪切穩(wěn)定性、低溫性能、熱氧化安定性進(jìn)行對(duì)比見(jiàn)表1：

表1 常用的幾種粘度指數(shù)改進(jìn)劑性能比較

在實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)需要合理選擇VII種類，既可以達(dá)到提高油品質(zhì)量又降低成本的目的。

結(jié)束語(yǔ)

粘度指數(shù)改進(jìn)劑能稠化基礎(chǔ)油、改變油品的粘溫性，使?品具有良好的高溫潤(rùn)滑性和低溫流動(dòng)性，同時(shí)要求粘度指數(shù)改進(jìn)劑對(duì)油品的抗氧化安定性、清凈性不產(chǎn)生明顯的有害影響，還要求稠化油在機(jī)械剪切作用下粘度損失適度。在實(shí)際應(yīng)用中,要將幾種性能進(jìn)行平衡，才能發(fā)揮好粘度指數(shù)改進(jìn)劑作用。因此在潤(rùn)滑油的研制生產(chǎn)中，評(píng)價(jià)粘度指數(shù)改進(jìn)劑非常重要。

（本文來(lái)源：錦州康泰潤(rùn)滑油添加劑）