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环境友好润滑剂的研究与应用
作者:管理员    发布于:2015-12-30 09:56:41    文字:【】【】【

  分进行了深入阐述。同时对环境友好润滑剂生物降解性和生态毒性的评价方法和要求予以概括,指出国内开展相关研究工作的紧迫性。

  0前言随着润滑剂的广泛使用,润滑剂在使用过程中能通过各种途径进入环境中,从而造成环境污染。目前全世界使用的润滑剂中,除一部分由机械运转正常消耗掉或部分回收再生利用外,在装拆、灌注、机械运转过程中仍有4%~10%的润滑剂流入环境,仅欧共体每年就有60万裥滑剂由于各种原因流失在环境中。环境友好润滑剂应运而生。

  环境友好润滑剂是一类生态型润滑剂,也称为环境无害润滑剂、环境兼容润滑剂、环境协调润滑剂以及环境满意润滑剂等,也可泛指绿色润滑剂,是指润滑剂既能满足机械设备的使用要求,又能在较短时间内被活性生物菌汾解为C和H润滑剂及其损耗产物对生态环境不产生危害,或在一定程度上为环境所容许|M|. 1环境友好润滑剂的历史与现状11环境友好润滑剂的含义环境友好润滑剂包括两层含义,一是这类产品首先是润滑剂,在使用效能上达到特定润滑剂产品的规格指标,满足使用对象的润滑要求;二是这类产品对环境的负面影响小,在生态上对环境无危害或为环境所容许,通常表现为易生物降解且生态毒性低。严格上来讲,生物降解没有反映出生态毒性的问题,生物降解和生态毒性是两个不同的方面。作为环境友好润滑剂,要求其生物降解性好,而且生态毒性及毒性积累性要小。由于矿物润滑剂在环境中被活性微生物生物降解所需的时间很长,所以其不被列为环境友好润滑剂之中1. 2环境友好润滑剂的发展1!外对环境友好润滑剂的研究较早此类丨合成酯;添加剂剂的开发、研究与应用始于欧洲,特别是英国和德国。欧洲的人口密度高、工业发达,给环境造成巨大负担,所以欧洲20世纪70年代就开始大力推进环境友好润滑剂的发展。可生物降解润滑剂最早提出是由于在德国和瑞士边界的Bdenes糊底发现很厚的碳氢化合物沉淀层,这主要是由于湖上行驶的舷外二冲程发动机中的润滑油在使用过程中溅入湖底,日积月累形成碳氢化合物的沉淀层,由此提出使用可生物降解润滑油。20世纪70年代末,在欧洲市场上就出现了可生物降解润滑剂。欧洲可生物降解润滑剂的发展历程如表1表1欧洲开发可生物降解润滑剂的发展历程年份发展历程可生物降解舷外发动机油研究建立了生物降觯性试验方法CT-L-33―T―82液压油及链锯润滑油德国链锯润滑油“蓝色天使”规格生物降解性润滑脂德国发布脱模油、润滑脂及其他润滑油“蓝色天使‘规格可生物降解发动机油及拖拉机传动液CEQ将I-33试验方法作为舷外二冲程发动机油的评定方法可生物降解液压液(DN)德国标准颁布20世纪80年代初可生物降解润滑剂开始在森林开发业等其他领域得到应用,目前可生物降解润滑剂的品种已经有链锯油、二冲程发动机油、铁路和导轨润基金项目:国家重点基础研究发展计划973计划资助项目哈尔滨工业大学理学院材料学专业,目前主要研究方向为摩檫学与智滑剂、钢丝绳润滑剂、气动工具润滑油、模稀释油和防腐油、液压油、金属加工油、齿轮油、润滑脂等。德国75%的链锯油已被可生物降解产品取代而且每年以10%的速度递增,10%的润滑脂也被取代。美国以多种植物油混合配制的一种植物内燃机油,预计在5年内有1/3的内燃机油使用这种植物油。

  欧洲的环保润滑剂市场通常被人们看好,从可见,1990年欧洲各类可生物降解润滑剂产品产量为1万,丽至2000年用量达到12万,t到2006年以每年15%的速度上升,相当于德国整个润滑剂消费市场的10%目前,在欧洲特别是在北欧、德国、瑞士及奥地利对环境友好润滑剂非常重视,并制定了环保法规来限制矿物油的使用,如表2除欧洲以外,北美环境友好润滑剂也广泛用于液压系统和林业,其他领域的环境友好润滑剂也在被应用或处于工业试验中。但在液压油产品上,S)国际标准化组织规格,IO/TC28/SC分技术委员会已出台了IO/DS15380的液压油产品标准,已将环保型绿色液压油正式列到规格标准中。

  表2可生物降解润滑剂产品的标准及规范国外润滑剂及添加剂公司先后开发了各种环境友好润滑剂,以满足用户需要。美国已开发和研制了系列可生物降解润滑脂,并成功应用于美军军用动力装备等对SURM法进行改进,建立了生物降解指数(石油大学唐秀军CECL―其试验装置流程见该方法的试验原理是将润滑剂受试物作为试验中唯一的碳元素来源置于有氧试验环境下进行生物降解,收集并测定生物降解过程中生成的二氧化碳量,并分析纯油酸作为基准参比物,比较润滑剂和油酸在相同试验条件的二氧化碳生成量,计算润滑剂受试物的相对生物降解率。

  整个试验装置共由五部分组成:32生态毒性的评价方法的Mm方法5STR方方才闭―法遽国环愚趾见偏环境无滑剂污染评价见几种润滑bookmark6润滑剂的生态毒性大小可用半致死量(LQ())或半致死浓度(1C.谏表示。半致死量(LQ())或半致死浓度(!CU)系指染毒动物半数死亡的剂量(mgkg或浓度(mg/L)此值是将动物实验所得的数据经统计处理而得。国际上一般认为LD值大于1000Mgg的润滑剂是无害的,但通常润滑剂的LQ.值大于100 ggt就呈现无毒特性。实际上,如果生物毒性累计很低,在水生类中,LQ()值在10~100Mggl间是可以接受的23.润滑剂急性毒性分类舷外二冲程汽油机油链锯油液压油机械加工润滑剂食品加工机械用润滑剂其他润滑剂油在环境中的容许浓度见表9.表7润滑剂急性毒性分类类别急性水毒性极限(el.1))无害实际无毒轻微毒性洧害有毒卜10高毒/非常有害注:1)EL为海藻和活性污泥试验。2)为鱼类试验表8环境无害润滑剂污染评价(水污染分类)水污染分类水污染评价水污染数值WEN水污染物一般无水污染新一代润滑剂轻微水污染不含添加剂的润滑剂一般水污染含添加剂的矿物油严重污染可乳化型润滑剂表9几种润滑油在环境中的容许浓度mg/kg液体最大容许浓度液体最大容许浓度矿物基础油废油发动机油酯无极限液压油植物油无极限情况见表|2m.国内,环境友好润滑剂处于研究和探索阶段。

  表11环境友好润滑剂的应用情况应用场合现状或主要生产公司该类的基础油多为酯类油,国外研究已经证实在酯中加入适宜的无灰分散剂和低芬烃可制得高稀释比(1⑴:1)、低污染的舷外二冲程发动机油主要有Fuels及Behm公司,其中Behmi公司生产的链锯油达到德国“蓝色天使”颁布的环境满意润滑剂要求MobUSlellFuesCstoJTxeo等公司均有生产生物降解性液压油产品。在可生物降解液压液DN51524Pat分类中,对四类基础液制得的产品要求是不同的,产品类别为植物油、合成酯、聚二酯,其他的类别分别为HT、HEHPGHXBM及Bechm公司生产环保型切削油(液)、磨削油(液)德国Aani公司、Phe InUstrUPoUcS公司等生产环保型机械加工润滑剂USDA将本类产品分为Hi和H2两类u美国FDA对1余种产品进行评价,并列出认可目录。欧洲的当地法规如“德国药典DAB”对该类润滑剂作了一定的限制。该种润滑剂操作条件苛刻,如要经历220°C以上的温度,又要在冷冻的低温条件下保持好的流动性,因此要考虑粘温特性等其他性能这包括润滑脂、导轨油、防护油、农用拖拉机油和内燃机油等,有些已经得到应用急性口服毒性急性皮肤毒性眼睛刺激性(2472h危险记录)皮肤刺激性(2472h危险记录)皮肤敏感性(BuelUr试验)油后来愚环境篇剂的应用蔬gH(对环丨境友好润滑剂生物降解性的评价,除bookmark11通常,对于身体健康方面,化学物质的毒性可根据EEC危害物质的命令和USOSA危险信息标准进行判断,急性有害性的判断标准见表122231.表10润滑剂急性毒性分类有害项目判断标准虹彩>10结膜发红>25结膜浮肿> 20红斑>20浮肿>20敏感发生率>15%经验表明,润滑剂的毒性基本上是基础油毒性和添加剂毒性的算术总和。

  4环境友好润滑剂的应用环境友好润滑剂最初用于舷外二冲程发动机5结论与展望发展环境友好润滑剂是全球的共识。近十年来环境友好润滑剂发展迅速,国内已经取得了很多研究成果,但总体上来说,我国在环境友好润滑剂方面的研究还很不足,进一步研究势在必行。

  研究环境友好润滑剂的摩擦学和润滑化学问题。在此基础上,不断提高环境友好润滑剂的摩擦学性能。

  环境友好润滑剂基础油和添加剂的开发研制。一方面针对现有基础,加大对基础油的来源和加工、改性方法的开发力度,另一方面对基础油和添加剂进行生态效应的分子设计,大力研制适合环境友好润滑剂使用的友好添加剂。

  完善润滑剂生态效能标准和试验方法。必须建立健全符合中国国情的,包括润滑剂生物降解性试验方法、生理生态毒性试验方法、环境友好润滑剂生态标准等在内的比较权威和完善的标准和试验方法,也可适当地法制化,不断推动生态润滑剂的发了对其研究方法的研究外,还应对润滑剂的生物降解过程、降解机理以及润滑剂结构与生物降解性能的关系进行研究。

脚注信息
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