酯類油

分子結(jié)構(gòu)中含有酯基的天然物質(zhì)-動植物油脂數(shù)千年前就被人們用作潤滑材料以減輕勞動負荷，或使車輪輕快運轉(zhuǎn)。直至20 世紀后期，這種天然油脂仍大量應用于齒輪油、金屬切削液、金屬拉拔潤滑劑和機床導軌油中。

動、植物油脂具有良好的潤滑性能和負荷承載能力，但抗氧化性能及低溫性能較差。30年代后期，德國的Hennan Zom 博士開展了人工合成酯基化合物作為潤滑劑的研究。1937 -1944 年，他試驗和合成了3500 種酯，評價了它們的性能，并弄清了天然油脂的氧化安定性較差是由于酯分子中甘油分子的第二羥基所致。1938 年，伯醇，特別是三羥甲基乙烷，酯化得到的酯基液體，兼有良好的潤滑性能和高的熱安定性。同時，還發(fā)現(xiàn)二元脂肪酸與長鏈一元醇反應得到的雙酯，具有作為潤滑劑使用的良好性能。

1941~1942 年在斯大林格勒戰(zhàn)役中，由于礦物潤滑油低溫性能差，使得德國的戰(zhàn)車、飛機無法啟動，加速了合成潤滑油的研究與發(fā)展。首先在魯爾區(qū)(Leuna)建立了工業(yè)化的雙酯生產(chǎn)線，但因原料關系，生產(chǎn)量每天未超過100桶。當時德國生產(chǎn)的雙酯是采用甲基己二酸與帶長支鏈的C8 或大于C8 的醇反應而得。產(chǎn)品主果用于與聚烯烴或礦物油調(diào)配，生產(chǎn)低凝潤滑油，用于飛機、車輛、機槍和鐵路機車等。

1939 年，第一臺燃氣渦輪發(fā)動機在德國研制成功。隨后酯類潤滑油就一直伴隨著航空發(fā)動機性能的不斷提高耐發(fā)展。

1941 年英國研制成功了首臺燃氣渦輪發(fā)動機;1942 年美國按照英國技術生產(chǎn)了第一臺燃氣渦輪發(fā)動機。但這些早期的渦輪發(fā)動機潤滑問題未得到很好的解決。當時，美國己有癸二酸雙酯等的生產(chǎn)，但僅作為降低粘度的添如劑用于礦物油基的液壓油中。英圖力圖開發(fā)一種高粘度指數(shù)的潤滑油，希望能同時滿足新型燃氣渦輪發(fā)動機的低溫啟動要求和渦輪減齒輪箱高溫下的大粘度要求，對聚乙二醇和聚亞烷氧基二醇醚做了一些實驗，但高低溫性能都不理想。

德國戰(zhàn)敗后，盟軍立即派出技術調(diào)查組進入德國，以檢查其戰(zhàn)爭中的科研和工業(yè)狀況。參加調(diào)查石油組的H. L. West( 當時的Esso Development Company，Ltd成員)，特別往意到德國在合成潤滑油和添如劑領域中的重大發(fā)展。它的調(diào)查報告激發(fā)了英美對酯類油的加速研究工作。

由于燃氣渦輪發(fā)動機的第一個全合成潤滑油是由當時的埃索歐洲試驗室(Esso European Laboratory )研制的。這是一種由復酯和雙酯調(diào)配而成的 EEL- 3 號油。EEL-3 號于1947完成軸承臺架試驗和齒輪實驗;1950 年完成100 小時減速箱運轉(zhuǎn)試驗; 1950~1951 完成150h發(fā)動機試驗， 1952 年3月被認可符合英國DERD 2487 規(guī)格。

美國聯(lián)合飛機公司(United Aircraft Corporation)的普拉特一惠特尼(Pratt and Whitney)飛機分部，在引進英國羅伊爾-諾依斯燃氣渦輪發(fā)動機生產(chǎn)技求的基礎上，研究成功了以軸流式壓縮機代替離心式壓縮機的新技術，這就使渦輪噴氣式發(fā)動機有足夠的推力起飛，而不需要由減速機帶動螺旋槳機構(gòu)，因而對潤滑油就不需要高的油膜強度。如之，美國的全球戰(zhàn)略，要求飛機能在-54℃的極地冬季氣候條件下起飛，1951 年，頒布了100℃粘度≤3mm2/s的低粘度航空潤滑油標準MIL-L -7808 。美國第一個符合7808 規(guī)格要求的航空潤滑油是由當時的標準油發(fā)展公司(Standard Oíl Development Company) ，后來的Exxon 研究和工程公司研制的全雙酯型的15 號埃索渦輪油( Essoturbo Oíl 15)，用于普-惠公司的J-57發(fā)動機上。1955年后，許多雙酯型航空發(fā)動機油通過了MIL -L-7808 規(guī)格檢驗。1958 年，普-惠公司的J-57發(fā)動機在波音707飛機上首飛成功。大量民用飛機的采用，如速了雙酯型潤滑油的迅速發(fā)展。1965 年全世界合成航空潤滑油的需求量達到了1 萬噸(3000000加侖/年〉。

屬極性液體介質(zhì)，εr為3~7，tgδ 也較大。除磷酸酯外，多數(shù)酯類的毒性很低。由于酯的極性，易于吸附雜質(zhì)和水分，較難凈化。酯的電性能優(yōu)良，εr大，可用于電容器。它的閃點較高，亦可用于難燃性變壓器。缺點是粘度較高,不易浸漬。芐基新癸酸酯(BNC)的理化性能、電性能、熱氧老化穩(wěn)定性均優(yōu)良，吸氣性強。適用于浸漬紙、膜紙復合介質(zhì)電容器。磷酸三甲苯酯(TCP)的εr約為6，為不燃性油。與PXE和AN混合可提高其低溫下的局部放電性能。當TCP的體積混入量大于40~50%時也具有不燃性。缺點是凈化困難，并具有一定毒性。可用于電容器及難燃性變壓器。鄰苯二甲酸烷基酯隨烷基碳原子數(shù)增加,閃點、粘度升高,εr、tgδ、凝固點降低。鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和三氯化苯(TCB)混合可用于紙或膜紙復合介質(zhì)電容器。其他如偏苯三酸三辛酯，εr為4.2,可用于脈沖及金屬化電容器。季戊四醇酯可用于變壓器。