近年來，隨著汽車生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn)，國內(nèi)轎車業(yè)的飛速發(fā)展，我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，個(gè)人消費(fèi)能力的提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐加快，我國的轎車保有量發(fā)展迅速。汽車保有量的迅速發(fā)展,直接帶來的就是環(huán)境污染問題。環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)分析表明，在這些污染物中，除煙塵和二氧化硫外，汽車尾氣排放已成為城市大氣污染的重要污染源，且由于機(jī)動車是低空排放，對低空大氣環(huán)境和人體危害更大。

世界各國對能源問題和環(huán)境污染問題的日益重視，歐美各國包括中國在內(nèi)對汽車尾氣排放指標(biāo)要求越來越嚴(yán)格，內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能、提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性和控制汽車尾氣的排放等問題的解決已迫在眉睫。一方面內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠家通過對發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)從而提高發(fā)動機(jī)的節(jié)能性及排放，如采用渦輪增壓技術(shù)、電控共軌式高壓噴射、電控廢氣再循環(huán)、電子燃油噴射系統(tǒng)、安裝尾氣三元催化轉(zhuǎn)化器等措施來全面改善發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放指標(biāo)等綜合性能。另一方面發(fā)動機(jī)在結(jié)構(gòu)上的改變對潤滑油的要求更加苛刻，要求使用的發(fā)動機(jī)潤滑油產(chǎn)品要滿足更高的燃油經(jīng)濟(jì)性能（即節(jié)能要求）。

低粘度級別、節(jié)能型發(fā)動機(jī)油比例不斷增長，通過使用低粘度節(jié)能發(fā)動機(jī)油，降低發(fā)動機(jī)摩擦損失，提高動力，成為提高汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的有效途徑之一。

一、減摩劑的研究現(xiàn)狀

通常添加在節(jié)能汽油機(jī)油中的減摩劑為金屬有機(jī)化合物和無灰有機(jī)化合物（不含金屬元素）兩大類。其中金屬有機(jī)化合物主要有含鉬、含銅有機(jī)化合物，此類減摩劑的作用機(jī)理研究的還不是很清楚，基本有以下推斷：鉬擴(kuò)散進(jìn)入粗糙面、形成聚合物膜、原地生成二硫化鉬（得到多數(shù)公認(rèn)的假設(shè)）、金屬（銅）的選擇性遷移導(dǎo)致形成稀疏并易于剪切的金屬膜。無灰有機(jī)化合物包括羧酸和它們的衍生物，酰胺、酰亞胺、胺及其衍生物，磷和磷酸衍生物、有機(jī)聚合物以及硼酸酯類化合物，這類化合物由于作用模式的不同，減摩機(jī)理也不相同。主要涉及到反應(yīng)層的形成（磷化物和硫化物）、吸附層的形成、原位聚合物的形成幾種。減摩劑在邊界潤滑狀態(tài)和混合潤滑狀態(tài)起主要作用。其中無灰有機(jī)化合物在混合潤滑狀態(tài)時(shí)是Z有效的，而在邊界潤滑狀態(tài)時(shí)金屬有機(jī)化合物具有顯著的效果。

二、有機(jī)鉬減摩劑的應(yīng)用

從近幾年的文獻(xiàn)中可以了解到有機(jī)鉬化合物是在汽油機(jī)油中應(yīng)用較廣泛的金屬有機(jī)化合物，這類化合物主要有二硫代氨基甲酸鉬（MoDTC）、二硫代磷酸鉬（MoDTP）、鉬混合物（Molyvan855）等。1968年，R.T.Vanderbilt公司的Eugene V. Rowan等發(fā)明了油溶性有機(jī)鉬潤滑油添加劑二烷基二硫代磷酸鉬作為汽車發(fā)動機(jī)潤滑油的添加劑，該添加劑可使汽車用燃料油耗比下降，又可延長發(fā)動機(jī)使用壽命。 1974年J.Froeschman 等研制出了二烷基二硫代氨基甲酸鉬潤滑油添加劑，與二烷基二硫代磷酸鉬不同的是該類添加劑為粉末狀固體，其分子中不含磷元素，從而避免了磷元素可能對尾氣處理器催化劑的污染。1993年R.T.Vanderbilt公司]的研究人員研制出了鉬混合物。1999年?？松芯颗c工程公司的研究人員研發(fā)出一種新型有機(jī)鉬潤滑油添加劑，Mo3Sx(L)4,(X=4～10，L=二烷基二硫代氨基甲酸鹽)。據(jù)稱該化合物減摩、抗磨性能良好，INFINEUM公司立即用該添加劑調(diào)配出高級潤滑油。乙基公司在潤滑油中加入有機(jī)鉬化合物后通過了ⅢE發(fā)動機(jī)程序，結(jié)果表明，含有機(jī)鉬為115—458毫克/升的發(fā)動機(jī)油的摩擦學(xué)性能全部優(yōu)于不含鉬的潤滑油。日本東燃株式會社的研發(fā)的節(jié)能潤滑油中含有一定的二烷基二硫代氨基甲酸鉬添加劑。美國阿斯蘭德公司 調(diào)制的高級潤滑油中也添加了有機(jī)鉬潤滑油添加劑，該潤滑油表現(xiàn)出了良好的抗磨性能，可節(jié)省燃油3.4%。美國專利用SRV試驗(yàn)評價(jià)了MoDTC和其它幾種添加劑復(fù)合后對摩擦系數(shù)的影響，試驗(yàn)結(jié)果顯示，MoDTC在高溫下可明顯降低摩擦系數(shù)，MoDTC與ZDDP和分散劑復(fù)配其作用明顯。

有研究表明有機(jī)鉬減摩劑和酯類減摩劑在改善油品的減摩性能有協(xié)同作用。酯類減摩劑減摩劑主要有兩種：一種為有機(jī)硼酸酯及其硼酸鹽類的衍生物；另一種為只含碳、氫、氧的長鏈有機(jī)酯。有機(jī)硼酸酯早期是作為抗氧劑加到潤滑油中的，后來的研究發(fā)現(xiàn)有很好的減摩抗磨作用。近十年來，美國專利陸續(xù)報(bào)道了大量硼酸酯化合物具有一定的減摩抗磨作用。硼酸酯與有機(jī)胺反應(yīng)生成能夠合成比硼酸酯性能更高的摩擦改性劑；此外通過接枝咪唑啉、酰胺化等手段?成的硼酸酯類化合物也表現(xiàn)出更優(yōu)的減摩抗磨作用。長鏈有機(jī)酯化合物和有機(jī)鉬減摩劑復(fù)配后在改善摩擦性能方面表現(xiàn)出非常好的協(xié)同作用。長鏈酯類減摩劑在比較寬的溫度范圍（40℃-140℃）內(nèi)都具有比較明顯的減摩效果，但在低溫區(qū)（小于90℃）時(shí)效果Z佳，在高溫區(qū)時(shí)會發(fā)生脫附現(xiàn)象并且還出現(xiàn)與其他活性添加劑競爭吸附的現(xiàn)象，從而影響減摩效果。有機(jī)鉬減摩劑在高溫區(qū)（大于120℃）才具有減摩作用。美國專利中都采用了有機(jī)鉬鹽和酯類化合物復(fù)配的減摩劑體系。

三、納米潤滑油添加劑的應(yīng)用

將納米粒子應(yīng)用于潤滑體系中，是一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。納米粒子具有表面積大，高擴(kuò)散性，易燒結(jié)性，熔點(diǎn)降低，硬度增大等特點(diǎn)，不但可以在摩擦表面形成一層易剪切的薄膜，降低摩擦系數(shù)，而且可對摩擦表面進(jìn)行一定程度的填補(bǔ)和修復(fù)。用納米粒子作潤滑油添加劑，可對摩擦表面凹凸表面起填充和修復(fù)作用，減小表面粗糙度，增大實(shí)際接觸面積，起到減摩作用。納米粒子尺寸較小，可以認(rèn)為近似球形，在摩擦表面可像鵝卵石一樣自由滾動，起到微軸承作用，對摩擦表面進(jìn)行拋光和強(qiáng)化作用，并支撐負(fù)荷，使承載能力提高，摩擦系數(shù)降低。另外，納米微粒具有較高的擴(kuò)散能力和自擴(kuò)散能力，容易在金屬表面形成具有極佳抗磨性能的滲透層或擴(kuò)散層，表現(xiàn)出原位摩擦化學(xué)原理。將納米微粒加入到潤滑油中作為添加劑或用有機(jī)物對納米微粒進(jìn)行表面修飾后作為減摩添加劑使用，以改善潤滑油的摩擦學(xué)性能的研究已經(jīng)有很多了。董凌等用化學(xué)方法制備了SiO2/ZnO復(fù)合納米潤滑油添加劑，并用四球機(jī)和環(huán)-塊試驗(yàn)機(jī)分別考察了這種納米添加劑在礦物油中的抗磨減摩和修復(fù)性能。研究表明SiO2/ZnO復(fù)合納米潤滑油添加劑具有優(yōu)良的減摩、抗磨和修復(fù)性能，在高溫下其在摩擦表面形成一層低剪切強(qiáng)度的表面膜，從而可減少摩擦界面的粘著磨損，表現(xiàn)出良好的減摩抗磨和修復(fù)性能。霍玉秋等 對納米二氧化硅作為潤滑油添加劑的摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其可以明顯提高潤滑油基礎(chǔ)油的承載能力和抗磨性能。陳爽等用二烷基二硫代磷酸（DDP）及油酸 等對氧化鉛納米微粒進(jìn)行了表面修飾，并對其作為潤滑油添加劑的摩擦學(xué)行為進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在極低的添加量下具有良好的抗磨效果。孫昂等用硬脂酸對二氧化鈦納米粒子進(jìn)行了表面修飾，研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)基團(tuán)修飾的納米粒子具有優(yōu)良的抗磨、減摩能力。陳月珠等采用硬脂酸和己二酸對TiO2納米粒子進(jìn)行表面修飾，可以明顯地提高基礎(chǔ)油的減摩抗磨性能和承載能力。郭延寶等將納米銅粉加入潤滑油基礎(chǔ)油中進(jìn)行磨損現(xiàn)象研究，發(fā)現(xiàn)納米銅粉作潤滑油添加劑時(shí)摩擦表面存在動態(tài)沉積自修復(fù)機(jī)制。于鶴龍等對有機(jī)物修飾的納米銅顆粒潤滑油添加劑的摩擦磨損性能進(jìn)行了考察，研究表明在一定的添加量下潤滑油具有良好的抗磨減磨性能，在一定程度上提高了油品的承載能力。伏喜勝等制備了油溶性納米銅潤滑添加劑，研究表明添加了油溶性納米銅的潤滑體系的摩擦系數(shù)和磨損體積都小于參比油，具有優(yōu)異的減摩抗磨性能。相同的復(fù)合劑體系下，粘度的降低可以有效的減小摩擦損失功率。比較簡單的辦法是增大油品的粘度指數(shù)，即保證油品高溫粘度提供足夠油膜厚度的同時(shí)，降低油品的低溫粘度，減小發(fā)動機(jī)啟動階段的摩擦阻力。高粘度指數(shù)油品的節(jié)能性在同粘度的基礎(chǔ)上可提升0.4%的燃油經(jīng)濟(jì)性。

摩擦改進(jìn)劑分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，其代表分別為甘油酸酯和MoDTC，二者均能有效的降低油品的摩擦系數(shù)。MoDTC是一種多功能添加劑，提供良好的減摩性的同時(shí)，在抗磨損和抗氧化方面均有良好的功效，Z大失效里程在10000km左右。有機(jī)減摩劑品種較多，如甘油酸酯、酰胺、油酸等，在不影響其它添加劑功能的前提下，有選擇的使用才能達(dá)到節(jié)能效果。

否則，減摩劑的極性過強(qiáng)會影響其它添加劑的功能團(tuán)在摩擦副上的吸附，機(jī)油其它方面的性能難以發(fā)揮。近年來，發(fā)動機(jī)材料技術(shù)不斷發(fā)展，對易磨損部件，如活塞、凸輪等，進(jìn)行噴涂或材料處理，如活塞裙部噴涂一層石墨狀材料（diamond like carbon，簡稱DLC），可以有效的保護(hù)活塞裙部的苛刻磨損。但由于質(zhì)地有別于金屬材料，對添加劑的吸附會有所影響，需要重新評價(jià)減摩劑的節(jié)能性表現(xiàn)。

 （來源：潤滑油與添加劑技術(shù)前沿）