粘度指數改進劑

粘度指數改進劑：加入油品中能改進粘溫性，提高粘度指數的添加劑。
一.粘度指數改進劑作用
粘度指數改進劑是一種油溶性的高分子聚合物，加入油品中能起到改善油品的粘溫性能，提高油品的粘度指數，此外粘度指數改進劑還具有降低燃油消耗.維持低油耗及提高低溫啟動性的作用。使用分散型的粘度指數改進劑可以減少無灰分散劑的用量，避免為解決低溫油泥的問題而增加無灰分散劑用量引起的低溫粘度增加,因此近年來分散型粘度指數改進劑發展很快。
粘度指數改進劑是一種油溶性高分子聚合物，在室溫下一般呈橡膠或固體形態，其相對分子質量從幾萬到幾十萬，而潤滑油的平均相對分子質量僅為500左右。當這種高分子聚合物溶解在溶劑（潤滑油）中後,會形成線團結構，且在溶劑中的線團體積與相對分子質量較小的溶劑油相比要大得多，因而使油品的粘度遠大於溶劑的粘度，這就是增稠的原因。在低溫下，高分子聚合物以線團狀存在，高分子捲曲，對基礎油的內摩擦相對減少，對油品粘度影響不大;隨著溫度升高，其線團伸張，有效容積增大由於分子溶長，流體力學體積和表面積增大，使基礎油內摩擦顯著增加，對油品流動阻礙作用增大，從而彌補了基礎油由於溫度上升而下降的粘度，導致油品粘度顯著增大。粘度指數改進劑就是基於不同溫度下具有不同形態，並對粘度產生不同的影響，以增加油品粘度和改進粘溫性能的。
用粘度指數改進劑調成的稠化型內燃機油，液壓油,齒輪油等具有良好的粘溫性能，粘溫曲線平滑，可同時滿足多粘度級別要求。這種油具有較好的低溫啟動性能和高溫潤滑能力，可四季通用。與同粘度級別的單級油（如SAE 10W-30與SAE30）相比，潤滑油消耗據報導可降低27%，而燃料油消耗可降低3%-5%。
二.粘度指數改進劑性能
1.稠化能力
粘度指數改進劑的稠化能力主要與粘度指數改進劑的種類及相對分子質量有關，相對分子質量越大，稠化能力越強。粘度指數改進劑的稠化能力決定多級發動機油中粘度指數改進劑的加入量。由於高分子化合物的熱氧化分解，粘度指數改進劑的加入量對多級發動機油的清靜性有明顯影響。一般在多級發動機油中粘度指數改進劑的用量最好不要超過1%-1.5%。
2.低溫性能
多級發動機油的低溫性能主要反映在低溫啟動性與低溫泵送性。粘度指數改進劑的低溫增稠能力越低，低溫性能越好。
3.剪下穩定性
剪下穩定性是粘度指數改進劑的一個重要的使用性能，它直接影響多級發動機油粘度的穩定性。剪下穩定性與粘度指數改進劑的相對分子質量.相對分子質量分布及聚合物結構有關，但主要由相對分子質量決定。同一類型的粘度指數改進劑相對分子質量越大，抗剪下安定性越差。改善剪下穩定性的方法有幾種：一是降低粘度指數改進劑的相對分子質量以及使相對分子質量分布變窄；二是通過改善聚合物結構穩定性，使聚合物保持較高稠化能力的同時，具有較好的剪下穩定性。
三.粘度指數改進劑種類.品種和發展趨勢
粘度指數改進劑一般為油溶性的鏈狀高分子化合物。早期廣泛使用的有聚甲基丙烯酸酯（PMA）和聚異丁烯（PIB），近年來配製多級油的有乙烯-丙烯共聚物（OCP）和苯乙烯-異戊二烯共聚物（HSD）。
1.聚異丁烯（PIB）
聚異丁烯的油溶性，熱穩定性.抗機械剪下穩定性好，但低溫性和增粘能力較差，不能配製粘度級別較低和跨度較大的多級內燃機油。用於多級發動機油的聚異丁烯，相對分子質量為50000左右，而低相對分子質量（10000左右）的聚異丁烯具有優良的剪下穩定性，可用於液壓油和多級齒輪油。聚異丁烯的剪下穩定性和熱氧化安定性較好，但低溫性和增粘能力較差，不能配製粘度較低（W30及以下）和跨度較大的多級發動機油。這是由於PIB聚合物分子鏈有許多甲基側鏈，所以比較剛硬，在低溫狀態下，它的粘度增長很快，因此低溫性能不好。
PIB的剪下穩定指數尚好，但低溫性能最差，到20世紀80年代後已逐漸被淘汰。用量很少。
2.聚甲基丙烯酸酯
採用不同碳數的甲基丙烯酸烷基酯單體，在引發劑和相對分子質量調解劑存在下，通過溶液聚和製備。如烷基碳鏈足夠長，可增加降凝作用，與含氮極性單體共聚則兼有一定的分散作用。PMA是用得較早和較為廣泛的品種之一，PMA的低溫性能特別好，改進油品粘度指數的效果好，氧化安定性好，但增稠能力，熱穩定性和低溫機械剪下性能差。作為內燃機油的粘度指數改進劑，可以較好地滿足低溫性能要求，但由於其增稠能力差，加入量大，因此影響到內燃機油的清淨性。PMA最適於配製高級汽車機油數控液壓油和自動傳動液等。
3.乙烯-丙烯共聚物
乙烯-丙烯共聚物（OCP）具有增粘能力和剪下穩定性較好，高溫性能好及現場使用性能好等特點,價格也適中，是目前世界上用得較多的一個品種。OCP在發動機油中得到廣泛套用，特別是柴油機油，在內燃機油粘度指數改進劑的用量中，占到80%以上。但其低溫性能差一些，若用其配置低粘度的多級油，最好與酯型降凝劑複合來改善其低溫性能。
4.氫化苯乙烯-異戊二烯共聚物（HSD）
HSD是苯乙烯與異戊二烯或丁二烯的共聚物，然後再加氫使雙烯單體中的剩餘雙鍵飽和，以提高其熱氧化安定性。HSD相對分子質量一般為50W左右，其稠化能力和剪下穩定性都較好，能滿足多級內燃機油的要求，特別是配製大跨度的多級內燃機油（10W-50,15W-50及20W-50）。由於HSD良好的增稠能力和剪下穩定性，其使用量越來越大。