環(huán)境友好潤滑油發(fā)展概況-汽車用電控噴射模擬試驗臺架的試驗(編輯修改稿)
2025-07-13 13:09 本頁面
【文章內容簡介】 的環(huán)境分類和確定它對水質的污染情況都非常重要。另外，除了物質的生物降解性之外，物質的生物積聚性（即一種化學物質在動物的組織內部富集的能力）對評價物質長期可能對生物有機體造成不利影響也非常重要。然而，動植物油中的酯鍵很容易在酶的作用下斷裂，形成容易進行新陳代謝的脂肪酸和醇，因此，植物油不具有生物積聚性。 潤滑油的生態(tài)風險評價（Ecological Risk Assessment）生態(tài)毒性和生物降解性確定的是與環(huán)境相關的潤滑油內部特性，不包含與外界接觸產(chǎn)生的影響。因此，一種潤滑油對水生有機體有毒或生物降解性差，從本質上講，不意味著它對環(huán)境造成不利的影響。因此，為能準確評價一種潤滑油是否是環(huán)境友好潤滑油還必須進行生態(tài)風險評價。生態(tài)風險評價概要見表3。簡單的講，首先預測某種油在環(huán)境中的濃度（PEC），然后，預測該油對水生有機體不造成危害的極限濃度（PNEC），如果PEC/PNEC小于1，則這種油就是環(huán)境友好的。3 合成酯[15]合成酯的生物降解性與其化學結構有很大關系。通常，支鏈和芳環(huán)的引入會降低合成酯的生物降解性，如鄰苯二甲酸酯、1,2,4苯三甲酸酯及1,2,4,5苯四甲酸酯的生物降解率分別為38%、6%和0%，所以用作綠色潤滑油的合成酯一般是雙酯和多元醇酯。雙酯是由二元羧酸，如己二酸、壬二酸、癸二酸等與2乙基己醇、異辛醇、壬醇、異癸醇等一元醇直接酯化而成；而多元醇酯是由新戊基多元醇，如季戊四醇、三羥甲基丙烷(TMP)等與長鏈羧酸(一般為C6～C13或油酸)酯化而得。新戊基多元醇酯分子量大，揮發(fā)性低，熱穩(wěn)定性高，能夠滿足比較苛刻的工況，已在潤滑油領域內廣泛使用，但成本較高。表3 生態(tài)風險評價原理Table 3 Elements of an ecological risk assessmentStepEnvironmental fateEcotoxicityI. Substanceinherent properties (hazard assessment)Determination of biodegradability. by OECD 301 AFEvaluation of ecotoxicity under standardized laboratory conditions. OECD 201203II. Environmental frame conditionsExposure scenarioProduction volumeType of applicationEffluent disposalExtrapolation of the laboratory data to the real environmentSafety factorsIII. Risk assessmentAssessment of exposurePredicted environmental concentration (PEC)Assessment of the ecotoxicological potentialPredicted no effect concentration (PNEC)Comparison : PEC vs. PNECIf PEC PNEC, the use of a substance does not cause concern4 動植物油 動植物油的結構動植物油的分子結構主要是由一個或多個碳酯鍵與烷基相連而成。其中主要的動物油是來自動物脂肪；而主要的植物油主要來自椰子、棕櫚、棕櫚核、油菜籽、大豆和向日葵。由于動植物油主要是由C8~C22的脂肪酸和脂肪醇的酯化產(chǎn)物。所以，在動植物油結構中含有不同烷基鏈，在一定程度上影響其生態(tài)特性，尤其是影響其生物降解性。動植物油的分子結構一般分為四種：脂肪酸酯、甘油酯、多羥基酯以及復雜酯。如圖2所示[4]。盡管各種結構的酯有其共性（如：較低水溶性、較低的飽和蒸汽壓），但不同的結構對其理化性能以及技術性能有著重要的影響。因為有季碳原子的存在，多羥基酯的熱穩(wěn)定性要比甘油酯熱穩(wěn)定性好。雙鍵的存在使酯容易氧化且熱穩(wěn)定性降低。帶支鏈烷基鏈的醇組分可以提高低溫特性以及分子的水解穩(wěn)定性，但降低粘度指數(shù)。因此，不同的動植物油可用于不同的用途。圖2 不同類型動植物油酯結構Fig 2 Structure of the different types of oleochemical esters 動植物油的生態(tài)特性 由于動植物油的水溶性很低（1mg/l），所以利用動植物油的水容相（WAF）來測定其生態(tài)毒性（方法采用OECD方法）。實驗結果表明動植物油對實驗有機體（魚、水蚤以及細菌）不具毒性（LC50/CE50值在100010000mg/l范圍內），相反，礦物油的生態(tài)毒性要遠遠大于動植物油的生態(tài)毒性。表4為可再生潤滑油與礦物油水生毒性試驗結果。 利用OECD 301AF實驗方法以及ISO實驗方法對動植物油酯進行生物降解性的測定，結果表明動植物油有著很好的可降解性（見表5）。而礦物油在相同條件下的生物降解率僅為20%~60%（BOD/COD）。表4 典型的可再生潤滑油和礦物油的水生毒性比較[4]Table 4 Comparison of the aquatic toxicity of typical lubricants from renewable resources with mineral oil[4]Ester type
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