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基礎油

基礎油(Base Oil;Base Stock)

基礎油是油、脂、膏等溼式潤滑劑的主要成份,一般佔潤滑油的85%~95%重量,潤滑脂中一般也含有約20%(重量)的基礎油,至於近乎固態的潤滑膏也含有40~60%的基礎油。


基礎油概略可分為礦物油、合成油兩大類,礦物油是分餾原油時剩下的高黏度原料再製;合成油一般是以乙烯為原料進行聚合反應成長鍊分子後再經過不同化學反應製成的。


合成油包括數個家族,不同家族的性質有極大的差異,各適用於不同的應用,使用者應根據機械設計特性慎加選擇。需注意的是,各種油彼此不一定相容,在換用不同供應商或不同型號的潤滑油前,應先諮詢技術專家以確認新舊油品的相容性。


礦物油:

芳香基(Aromatic):結構中含苯,不穩定、有毒,屬劣質礦物油

環烷基(Naphtenic):含多量不飽和鍵的脂環族碳氫化合物,有良好低溫性能,故常用於廉價的冷媒壓縮機油中,較不適合作為中高等級潤滑劑

石蠟基(Paraffinic):氫化處理後的全飽和脂肪族碳氫化合物,高級工業潤滑劑的基礎油選擇之一,潤滑性能佳


合成烴:

合成烴家族包含聚α烯烴(PAO), 烷化芳香烴(Alkylated Aromatics), 聚丁烯(Polybutenes), 環烯烴(Cycloaliphatic)等等類別,各種合成烴的化學特性都與礦物油相似,兩者均為長鍊碳氫化合物,合成烴不含硫、磷等雜質而對金屬不具腐蝕性,不含不飽和碳鍵而不易氧化變質,分子大小均勻、不易隨時間稠化,因此優於礦物油。一般車用合成機油即為合成烴油。


有機酯:

有機酯(Ester)家族為含"-COO-"官能基的碳氫化合物,酯油本身的潤滑能力優於礦物油與合成烴,且可耐較高溫度。其它特性包括能夠溶解焦油,並為所有油種中唯一能被生物分解的。


聚乙二醇:

聚烴基二醇醚(Polyglycol)家族為含二個"-OH"官能基的極性碳氫化合物,常被稱作聚乙二醇油,是由乙烯與丙烯合成的,以4:1比例合成的PG油可溶於水、不溶於酯類以外的任何其它油種。PG油是所有油種中潤滑性最佳的,其黏溫穩定性(VI值)僅次於矽油,在嚴荷的高負荷滑動摩擦狀況下PG油的優越性能最為明顯。但因為只與極少數的常見橡塑膠相容,其用途較受限制,常用作高負荷高摩擦比的工業齒輪油。


磷酸酯:

磷酸酯(Phosphate Esters)有優良的低溫潤滑性與抗燃性,最常見的用途是航空用液壓油,由於多數橡塑膠、漆不相容且潤滑性能並不突出,較不常用於潤滑機件。


矽油:

矽油(Silicone Oil)的特性為最佳的黏溫穩定性(最高的VI),但潤滑性能不佳,且由於表面張力低,有極強的滲透性且難以清除,化學穩定性極佳,但也會在高摩擦壓力或高溫下在金屬表面形成高分子聚合物。其用途較受限制,特別是電氣設備與待塗裝工件均必須嚴格避免接觸矽油。


全氟聚醚:

全氟聚醚(PFPE)簡稱氟化油,是以合成烴氟化(以氟原子取代碳氫分子鍊上的氫原子)而成的。特性為高比重、抗任何化學侵蝕(非常惰性)、耐250℃以上高溫、真空中蒸發率極低、幾乎永不變質。但由於製造困難成本高昂、潤滑性能並非最佳,因此通常僅在需要耐化學侵蝕、高真空或高溫環境下,抑或是需要超長使用壽命時使用。

氟化油因化學鍊結構和氟化率的差異,其成本可能有很大的差異。線性型的PFPE成本較高,VI值~200,阻力較低,抗壓性較差,較易揮發,耐溫性較差(<250℃),低溫性能較佳,適合高低溫差大的『寬頻』應用。分支型PFPE的VI值僅約~100,阻力較大,抗壓性高,較不易揮發,耐溫性較強(<300℃)


上圖左為線性結構,上圖右為分支結構