聚烷基乙二醇（PAG）和聚α-烯烃（PAO）是工业应用中的两种合成润滑剂。了解每种方法的优缺点可以帮助最终用户决定哪种方法最适合给定的应用程序。
为什么是使用合成润滑油？
根据市场的分析，全球每年超过78%的润滑油需求是通过使用矿物油基液体来满足的。然而，世界上矿物油基润滑剂的使用正在减少。合成或“人造”润滑剂在各种工业和汽车应用中的使用越来越普遍，并继续扩大到仅使用矿物油基液体的应用。尽管成本增加，但从矿物油基润滑油改为合成油的原因包括：
需要加注终身润滑油。
延长换油周期。
延长设备寿命。
满足新的原始设备制造商和行业标准要求。
满足其他规定（耐火性、环境可接受性）。
解决具体的系统现场条件（可能进水）。
解决新设备条件（更高的工作温度和压力、更大的负载和速度）。
设备技术的进步导致了对润滑油条件和要求的更高要求，许多要求超出了矿物油基润滑油的能力。合成润滑油可以满足这些要求，因为它们在许多或所有关键性能领域的性能都优于矿物油基润滑油：减少磨损和摩擦、抗油泥形成、降低挥发性、更好的腐蚀防护，以及改善热稳定性和氧化稳定性。
然而，并非所有合成润滑剂都是同等的。合成润滑剂科学的背后有多种配方，这会使任何应用的正确选择变得复杂。添加剂技术和合成基液制造的最新进展正在推动性能优势，使当前的润滑剂产品比以往任何时候都更好。
最终用户必须首先根据其预期用途选择润滑剂，如发动机机油、变速箱油、液压油、钢丝绳润滑剂、电机润滑脂等。为了正确识别所需的液体类型，最终用户必须知道该设备的最低润滑剂要求。这些要求或规范通常会确定或推荐产品类型（矿物油、合成液体或生物基液体）和适当的性能要求（由成分化学发展成润滑剂），以使机器在最佳水平运行。本文将讨论最常见的合成液，旨在帮助最终用户为其应用做出正确选择。
合成润滑剂的类型
世界上大约80%的合成润滑剂有三种类型。按照使用量的顺序，它们是：聚α-烯烃（PAO）、有机酯和聚乙二醇。其余的合成润滑油由其他基础油生产，包括磷酸酯、聚丁烯、硅酮、全氟烷基和聚苯醚。
在确定特定应用的最佳合成润滑剂时，有多种考虑因素，但了解所考虑的合成润滑剂类型的一般特性是出发点。合成润滑油的化学成分可能非常不同，而定义这些差异的是用作润滑油基础的基础油。
与矿物油基础油相比，合成基础油是润滑剂大多数基本性能的主要贡献者，包括油或水溶性、低温流动性、润滑性、挥发性、可燃性以及密封和油漆兼容性。将比较两种主要的合成基础油聚烷基二醇（PAG）和聚α-烯烃（PAO）-以及由它们配制的润滑剂。
聚烷基二醇（PAG）
150多年前首次发现的PAG聚合物在第二次世界大战期间取得了突破性的应用。当时，由于使用矿物油基液压油，美国海军舰艇和飞机上都发生了火灾。美国海军研究实验室（USNRL）开始研究开发比当时使用的矿物油更耐火的液压油。
USNR与联合碳化物化学、塑料公司和梅隆工业研究所合作，开发了第一种水-乙二醇、PAG增稠、耐火液压油（WGHF）。由于1961年《卢森堡报告》的发布，WGHFs的使用大幅增加，该报告概述了欧洲煤矿液压流体耐火性的最低标准。PAG基流体和润滑剂的使用开始扩展到其他应用，首先是淬火剂和纺织润滑剂，然后是许多其他润滑剂类别，包括无水耐火流体、齿轮、压缩机和涡轮流体。
PAG基础油是如何制造的
PAG基础料是使用聚合工艺制造的合成聚合物，聚合工艺将单体环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）和氧化丁烯（BO）单独组合为均聚物，或组合为亲核起始分子（通常为醇）形成生长链。PAG润滑剂基础油可设计为水溶性、水不溶性（部分矿物油相容性）或油溶性，具体取决于生产聚合物所用的起始分子和单体的选择。基础油中EO单体越多，水溶性越强；PO单体越多，水不溶性越强；BO单体越多，基础油的油溶性越强。这一过程产生了一种聚合物主链，其中每三个原子含一个氧，这使PAG基料具有独特的化学属性，并允许配方设计师合成各种起动器和单体组合（嵌段、无规和均聚物），以创建特定应用的定制基料类型。
PAG基础油被归类为V类油，即未定义为I、II、III或IV类基础油的合成基础油。V组油还包括酯类和环烷油。PAG基润滑剂通常用于压缩机、齿轮箱、空调系统、金属加工、淬火和液压系统，这些系统需要耐火性或环境可接受性。水溶性、水不溶性和油溶性PAG基础油的一般性质如表1所示。
表1。聚烷基乙二醇（PAG）基础油的一般性质。资料来源：壳牌
PAG基润滑剂的优势
与矿物油基和其他合成润滑剂相比，PAG基润滑剂具有许多性能和性能优势，如表2所示。优势程度可能取决于所使用的特定PAG基础油类型（如水溶性、油溶性等）。
表2。PAG基润滑剂的性能优势。资料来源：壳牌
PAG基润滑剂的缺点
矿物油溶解性不足是PAG基润滑剂推广使用的一个障碍。由于与许多但并非所有PAG润滑油不兼容，从矿物油到PAG基润滑油的系统更换可能成本更高，并且需要额外的时间。密封和油漆相容性的不利程度可能取决于所用的特定PAG基料类型（如水溶性、油溶性等）。如果可能，建议测试拟使用的特定PAG润滑剂与拟使用的特定密封类型或涂料之间的相容性。表3总结了PAG基润滑剂的缺点。
表3。PAG基润滑油的性能缺点