聚亚烷基二醇合成PAG油解释

术语聚亚烷基二醇和聚乙二醇可互换使用。这些流体可以制造为水溶性或水不溶性（油溶性）。最常见的是水溶性液体，因此它们可以具有一些非常不同的特性。

聚乙二醇是中等极性的，这使它们具有中等的膜强度性能。它们具有非常高的粘度指数（180至280）以及良好的低温和高温能力。 

它们干净地燃烧掉，没有残留物，并已被用作高温链条润滑的固体润滑剂的载体油。有些版本是食品级的并且是可生物降解的。它们用作旋转螺杆和往复运动装置中的压缩机油，蜗轮蜗杆油，耐火润滑剂，金属加工液以及制动液。

水溶性聚乙二醇与矿物油不相容，因此必须分别处理和处置。它们不应与矿物油混合。结果是糊状的，糊状的糊状的。尽管它们是极好的润滑剂，但它们可能在工厂中造成物流问题。它们还会对涂料和密封剂产生负面影响，并且非常昂贵。

水不溶性（油溶性）聚乙二醇可能会变得更加普遍，并用作传热流体，高温轴承油和螺杆式制冷压缩机。

几个世纪以来，润滑剂一直被用作减少运动部件上的摩擦和磨损的一种方式。2005年，生产了4000万吨润滑剂。

尽管天然矿物油基流体占据了大部分市场需求，但如果没有合成润滑剂的改进所带来的好处，则设备和机械的许多技术进步将是不可能的，合成润滑剂目前仅占市场的2％。

尽管聚α烯烃（PAO）满足了其中的一些需求，但越来越多的应用要求更高的性能要求，或者需要传统润滑剂无法满足的独特规格。

合成油中用途最广泛的一种是聚亚烷基二醇（PAG）润滑剂。PAG通常被称为压缩机润滑剂，自1980年代以来，其在工业中的使用量有所增加。汽车和工业市场上越来越高的性能标准将这些行业钉在了增长前景广阔的领域。

本文概述了主要的合成基础原料化学，并深入分析了PAG的益处和用途。

合成润滑油基础油

在合成润滑剂的开发中使用了六种主要的基础油类型，每种类型都具有自己的一套独特的性能和应用。

有机硅因其低挥发性，对大多数化学污染物的惰性以及在严苛应用中的热稳定性以及在低温环境下的性能而受到重视。

这些品质使它们成为传热液，特种润滑脂应用和DOT 5型汽车制动液的极佳选择。但是，在润滑应用中必须考虑硅树脂的两个局限性。

首先，它们不能用于内燃机的气缸润滑，因为燃烧副产物是二氧化硅。

其次，极限压力性能受到限制，并且普通的极限压力添加剂与它们不相容。在适当的应用中，有机硅的流体寿命和水解稳定性无与伦比。

二酯，或二元酸酯，在第二次世界大战期间进行了开发和是长链醇和羧酸的反应产物。从历史上看，由于它们在400°F或更高的温度下具有较低的结焦趋势，因此作为往复式压缩机润滑剂一直很有效。它们还提供出色的偿付能力和去污力。二酯对弹性体，密封件和软管的侵蚀性限制了这些流体的实用性。较新的流体，例如多元醇酯，可以满足以前由二酯填充的许多应用的需求。

在氧化稳定性至关重要的高温应用中，多元醇酯或新戊基聚酯已大大取代了二酯。常见的应用包括将它们用作飞机发动机，高温燃气轮机，液压油和热交换液中的润滑剂。它们还可用作与PAO的共混基础油，以增强添加剂的溶解度并减少PAO收缩和硬化弹性体的趋势。

PAO是通过线性α-烯烃如α-癸烯的催化低聚反应制备的烃聚合物。它们被认为是高性能润滑剂，并具有高粘度指数和水解稳定性。PAO是最常用的，并且通常比其他合成润滑剂便宜。它们已用于乘用车机油以及许多工业润滑剂应用中。

磷酸酯在重视安全性和耐火性的应用中很受重视，其中包括耐火液压油和飞机油。高的闪点和着火点增强了它们的引燃性，而其低的燃烧热使其成为极好的自熄性流体。但是，它们确实有几个缺点，包括较差的水解稳定性，这可能导致形成侵蚀性酸性副产物。使用时必须小心，因为它们也会使多种常用的密封胶和油漆反应并降解。

PAG油  具有优质的润滑性，高的自然粘度指数和良好的温度稳定性。PAG基础液有水溶性和不溶性两种形式，并且具有多种粘度等级。它们在高温应用中具有较低的挥发性，可在高温和低温环境中使用。它们通常用作淬火剂，金属加工液，食品级润滑剂以及在液压和压缩机设备中的润滑剂。但是，水溶性PAG油与石油不相容，在从烃油到PAG油的过渡设备中必须小心。

聚亚烷基二醇的发展

PAG油是最早开发和商业化的合成润滑剂之一。它们是应美国海军的委托而创建的，以应对第二次世界大战期间军械袭击造成的舰船上的液压油大火。在1942年以及随后的30年中，海军开始专门使用基于PAG的水乙二醇液压油，该液压油具有耐火性并且可以在很宽的温度范围内工作。后来，PAG油开始广泛用作纺织润滑剂和金属热处理中的淬火剂。

PAG油根据其在聚合物链中的氧化丙烯与氧化乙烯单元的重量百分比组成进行分类。具有100重量％氧化丙烯基的PAG油不溶于水；而氧化乙烯含量为50-75％的那些在室温下是水溶性的。

尽管PAG油长期以来一直用作工业润滑剂，但最近的工作已导致开发用于食品加工行业设备的PAG润滑剂。这些产品被称为食品级认可的润滑剂。

在这些应用中，它们具有出色的润滑性，增强的氧化稳定性，高粘度指数（180至280）和低倾点。它们是FDA食品添加剂法规中针对食品级润滑剂基础油21 CFR§178.3570鉴定的为数不多的合成物质之一，当食品可能与润滑剂偶然接触时，它们可用于工业机械中。

PAG机油的应用和优势

由于组成PAG润滑剂的特性，它们特别适合于许多工业和制造应用。它们的水溶性使设备易于清理。PAG润滑剂具有高粘度指数，并且剪切稳定。

PAG油还因其在高温应用中的低挥发性以及对形成残渣和沉积物的抵抗力而受到重视。它们的生物可降解性使其非常适合对环境敏感的应用。

PAG油是众所周知的压缩机润滑剂。PAG还是高压天然气和乙烯压缩中的首选润滑剂，其中烃基润滑剂的粘度稳定性由于气体在流体中的溶解性而受到不利影响。

在制冷压缩中，PAG和多元醇酯类润滑剂几乎专门用于当前的环保型HFC制冷剂，例如R-134a和R-152a。

美国两个最大的空压机原始设备制造商已经使用PAG润滑剂作为标准工厂生产旋转螺杆式空压机的标准，已有近20年的历史。最近，第三家压缩机OEM已开始提供PAG油作为可选流体。

从实验室的角度来看，PAG流体的状况相对容易监控。在大多数应用中，随着使用寿命的临近，唯一显着的变化就是流体氧化产生的酸值（AN）增加。

取决于添加剂的包装，新鲜的PAG油的AN通常为0.1至0.5 mg KOH / g。与新的流体规格相比增加1.0是一个很好的限制。

即使在流体寿命的后期，粘度也保持相当稳定。对于PAG油，可以将其水极限设置为比烃类流体更高，因为它们比其他类型的流体更耐水。即使“水不溶性” PAG油在允许自由水存在于流体中之前，也能耐受高达0.7％的水污染。

PAG油也可在全年无季节性变化的工业设备中使用。它们出色的传热特性以及热和氧化稳定性使其非常适合用作大型，开放式系统中的传热流体，以及在塑料，弹性体，螺纹或加工零件的生产中使加工流体与加工零件相容的加工流体很重要

纺织纤维生产是另一个受益于使用PAG油的行业。这些润滑剂不会使纤维染色或变色，并且在擦洗过程中很容易去除。PAG油还是许多需要剪切稳定性的高速，高温纤维工艺的理想润滑剂。此外，它们通常在纺织制造设备中用作极压齿轮润滑剂。

对节能的重新重视使人们对节能齿轮润滑剂的兴趣增加了。例如，PAG油可以满足风力涡轮机中齿轮润滑的极端要求。

这些装置中齿轮的低速和高表面载荷已导致常规烃油出现微点蚀问题，而基于PAG的流体已克服了这些问题。在其他变速箱应用中，尤其是蜗轮，PAG流体中自然较低的摩擦系数可节省能源，降低温度并降低磨损率。

多功能性满足性能

60多年来，合成润滑剂已成为传统烃类润滑剂的可行替代品。每种类型都有其独特的作用，PAG油可在高温和低温环境中，在极压区域和需要水溶性的区域中使用。

可以设计聚亚烷基二醇以形成多种聚合物。可以根据润滑剂的应用来调整聚合物的设计，以提供例如所需的粘度，倾点，溶解度和其他属性。

这种多功能性和使用它们的应用表明，PAG油占整个合成润滑油市场的约24％。低倾点，大范围的粘度，抗清漆形成，增加的溶解性和大范围的溶解度，都使PAG润滑剂在市场上作为高性能合成润滑剂而享有声誉。

随着对工业中环境可接受的润滑剂的不断重视，这些品质将继续将PAG油推向合成市场的最前沿。