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特科多TECNOLUBE多臂球形HSV粘度指數(shù)改進劑在汽車潤滑油領域的應用

2025論壇
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摘要:前言:多臂球形聚合物作為一種新型粘度指數(shù)改進劑(VII),通過其獨特的分子結構設計,能夠有效平衡發(fā)動機油的低溫流動性與高溫高

 
|作者:萬書曉,特科多添加劑(深圳)有限公司總經(jīng)理,中國石油化工科學院研究生畢業(yè),中國內燃機學會理事、中國標準委員會委員、深圳市寶安區(qū)高層次人才。編著《汽車發(fā)動機冷卻液》第一、第二版。

前言:多臂球形聚合物作為一種新型粘度指數(shù)改進劑(VII),通過其獨特的分子結構設計,能夠有效平衡發(fā)動機油的低溫流動性與高溫高剪切(HTHS)性能。本文將詳細介紹其作用機制及性能優(yōu)勢,并分享特科多TECNOLUBE多臂球形HSV粘度指數(shù)改進劑在汽車潤滑油領域的應用體驗。
 
多臂球形聚合物概述
 
多臂球形HSV聚合物和線性二嵌段HSV聚合物,通過分支狀或星型結構設計(與傳統(tǒng)線型高分子相比),可減少機械剪切下的鏈斷裂風險,同時優(yōu)化溫度響應特性:
 
★分子結構創(chuàng)新與粘溫性能提升
 
多臂球形拓撲結構聚合物具有高度支化的三維網(wǎng)絡結構,與傳統(tǒng)線性高分子(如OCP、HSD)相比,其分子鏈在溶液中的流體力學體積隨溫度變化的響應更靈敏,調制油品粘度指數(shù)高。(圖表1)
 
低溫時,分子鏈收縮更均勻,減少對基礎油流動性的阻礙,低溫泵送性能優(yōu)于傳統(tǒng)線型聚合物(如OCP);高溫時,球形結構展開更充分,增稠能力提升20%-30%,顯普提高高溫粘度保持率。
 
★ 剪切穩(wěn)定性提升
 
多臂結構分散剪切應力,降低分子鏈降解速率,其剪切穩(wěn)定性指數(shù)(SSI)可優(yōu)于傳統(tǒng)乙烯丙烯共聚物(OCP)和聚甲基丙烯酸酯(PMA)。
 
★ 低溫流動性改進
 
抑制凝膠化與低溫粘度增長,傳統(tǒng)OCP因分子鏈剛性易在低溫下形成凝膠,需配合降凝劑;而多臂結構的柔性和均勻分布可減少結晶傾向,直接降低低溫啟動粘度(CCS)和泵送阻力(MRV)。在相同基礎油中,無需額外添加劑即可達到更優(yōu)的低溫性能,如-30℃下的MRV粘度降低20%以上。
 
★ 熱氧化穩(wěn)定性增強
 
分支結構減少自由基攻擊位點,延緩氧化分解,延長油品使用壽命。實驗顯示,含多臂VII的油品在135℃氧化后粘度變化率較傳統(tǒng)VII低5%-8%。
 
★ 增稠能力與抗剪切性平衡
 
相比傳統(tǒng)線性OCP(增稠能力4,SSI>20),HSV的增能力達45以上,剪切穩(wěn)定性指數(shù)(SSI)僅2,顯著降低長期使用中的粘度哀減。
 
 
性能特點與應用推薦
 
特科多HSV多臂球形粘度指數(shù)改進劑分子結構創(chuàng)新、抗剪切與粘溫性能的平衡及全場景適配能力,成為當前發(fā)動機油低粘度化、長壽命化趨勢下的核心技術選擇。
 
★增稠能力最大化,高分子量效應:星型結構的整體高相對分子質量,顯著提升增稠效率,例如相同添加量下,HSV的增稠能力比OCP高約40%。
 
★空間位阻效應:星型分子在油液中呈現(xiàn)高度伸展構象,增大流體動力學體積,進一步增強粘度提升效果。
 
★抗剪切性強化,能量分散機制:剪切應力作用于星型分子時,能量被分散到多個“臂”而非單一主鏈,降低整體降解程度。
 
★動態(tài)平衡調整:通過調整核的交聯(lián)密度和臂的數(shù)量(如4-8臂),可在增稠能力與剪切穩(wěn)定性之間實現(xiàn)動態(tài)平衡。HSV1050通過優(yōu)化臂數(shù),SSI值較傳統(tǒng)HSD提升15% 。
 
特科多HSV多臂球形粘度指數(shù)改進劑在乘用車節(jié)能油、商用車長壽命油及極端工況油中的優(yōu)異表現(xiàn),驗證了其作為新一代VII的技術標桿地位。(圖表2、圖表3)




 
實際應用中,建議根據(jù)基礎油類型(PAO/GTL/礦物油)和目標工況(低溫啟動/高溫重載)選擇適配型號:如HSV1050、HSV2050用于節(jié)能型長里程汽油和柴油發(fā)動機油,以及低粘度高粘指型新能源發(fā)動機;HSV6050用于高端乘用車和新能源車發(fā)動機油;HSV18I0用于長里程重負荷發(fā)動機油和要求低溫性能和剪切性能優(yōu)異的變速箱油、齒輪油、液壓油、減震器油;用于潤滑脂。(圖表4)


 
汽車潤滑油領域的應用
 
特科多TECNOLUBE多臂球形HSV粘度指數(shù)改進劑的氫化苯乙烯雙烯共聚物結構具有高飽和性,抗熱氧化降解能力強,在高溫(如180-200℃的渦輪增壓器軸承、賽車發(fā)動機)下仍能保持分子鏈完整性,避免因剪切或氧化導致的粘度驟降或凝膠化,從而在航空發(fā)動機、賽車用油、重負荷工業(yè)齒輪油等極端場景中,確保潤滑系統(tǒng)在瞬時高剪切(如急加速、啟停頻繁)時維持有效粘度,減少“空蝕”風險,提升設備可靠性。
 
特科多TECNOLUBE多臂球形HSV鉆度指數(shù)改進劑調配的車用潤滑油,可以滿足嚴苛行業(yè)標準與OEM認證,符合ACEA C2/C3(要求HTHS≧2.9/3.5mPa·s)、ILSACGF-6B(HTHS≧2.6mPa·s)等對高溫剪切性能的嚴苛要求,尤其在C類低灰分油中表現(xiàn)突出(避免傳統(tǒng)OCP因剪切失效導致的灰分沉積);能夠獲得奔馳MB229.52、大眾VW50800(OW-20藍油)等認證,這些認證明確要求油品在高溫剪切下的粘度保持率90%,多臂球形HSV憑借低SSI和高HTHS保持能力成為首選,從而幫助潤滑油廠商快速通過高端認證,適配最新發(fā)動機技術(如“長缸內直噴、混合動力),滿足OEM對壽命+高性能”的雙重需求。(圖表5)


 
多臂球形HSV的抗高溫剪切優(yōu)勢在實際應用中,通過粘度持久穩(wěn)定、極端工況適配、低粘度油優(yōu)化、認證合規(guī)性四大維度,直接解決了現(xiàn)代發(fā)動機“高溫高負荷、長周期、節(jié)能化”帶來的潤滑挑戰(zhàn)。在需要“高溫下保持油膜強度”的場景中,HSV能提供更可靠保護的同時兼顧低溫性能和燃油經(jīng)濟性,成為高端潤滑油(尤其是低粘度、長壽命油品)的核心配方組分。
 
行車試驗結果
 
為了驗證特科多TECNOLUBE多臂球形HSV粘度指數(shù)改進劑在汽車發(fā)動機油的應用優(yōu)勢,進行以下行車試驗:
 
取樣里程:5000公里、8000公里11000公里、14000公里、19000公里、20000公里。每次取樣量為300ml,取完樣后再補加300ml對應型號的新機油。
 
★ 機油運動黏度變化
 
發(fā)動機油的運動黏度是影響發(fā)動機潤滑性的一項重要指標。影響發(fā)動機油在使用過程中的黏度特性因素有很多,包括蒸發(fā)損失、聚合物的熱裂解和機械剪切、油品氧化縮合變稠、油品對煙炱和油泥的分散、燃油稀釋等。因此,發(fā)動機油運動黏度的變化基本反映油品氧化衰變程度、添加劑熱分解以及黏度指數(shù)改進劑受到剪切作用降解變化情況。車輛經(jīng)過20000km行車試驗后油品100℃運動黏度保持能力良好,試驗油的100℃運動黏度變化率遠未達到GB/T8028-2010標準中的換油指標(超過±20%)的要求,說明三種油品都具有優(yōu)良的抗剪切性能、抗氧化性和清凈分散性。(圖表6)
 
★低溫性能變化
 
黏度指數(shù)改進劑通常會對低溫性能發(fā)生影響,本輪試驗重點對于油品的低溫性能進行考察。如圖表6所示,包含J-0010的油品在行駛8000公里以后有兩臺車的MRV TP-l增長速度明顯過快,雖然沒達到60000cP的上限黏度,但是已經(jīng)出現(xiàn)了屈服應力(35<Y≦70):包含8900E的油品雕著行駛里程的增加,雖然沒有出現(xiàn)屈服應力,但其MRV TP-l一直有明顯出現(xiàn)上升趨勢;包含 HSVI050的油品3雖然起始MRVTP-l數(shù)據(jù)稍高,但是隨著行駛里程的增加幾乎沒有變化,低溫泵送性的保持性最好。以上測試結果表明,低溫泵送綜合性能 HSVI050調合的油品最好,其次是半結晶OCP(8900E)所調油品,然后是無定型OCP黏度指數(shù)改進劑(J-0010)所調配的油品。(圖表7)


 
根據(jù)行車試驗結果表明,多臂球形HSV潤滑油黏度指數(shù)改進劑在CNG/汽油雙燃料出租車實際行車過程中的適應性優(yōu)良,配制成的5W40機油完全可以實現(xiàn)燃氣出租車20000公里的換油周期要求,在換油期內油品各項指標均在換油指標范圍內,能為苛刻工況下的出租車提供優(yōu)質的潤滑保護。(圖表8)

 
后記:特科多TECNOLIBE多臂球形HSV格度指數(shù)改進制除了在汽車潤滑油領城有著卓越的應用,在工業(yè)及其它領城同樣表現(xiàn)非凡,后續(xù)我們將為讀者一一呈現(xiàn)。
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