采用SHT 0619中的方法對(duì)添加了同一種復(fù)合劑的不同船用柴油機(jī)油基礎(chǔ)油的分水性能進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)添加了同一種復(fù)合劑的不同基礎(chǔ)油的分水結(jié)果存在較大差異。從油水界面張力和油水界面剪切黏度兩個(gè)方面考察界面性質(zhì)與分水性的關(guān)系。結(jié)果表明：基礎(chǔ)油HVIⅡ-10，HVI750，HVI150BS的分水性依次變差，界面張力依次變低，界面剪切黏度依次變高?；A(chǔ)油所含芳烴和膠質(zhì)等極性組分越高，其分水性越差。加入復(fù)合劑后，基礎(chǔ)油的油水界面張力降低，界面剪切黏度增加，乳狀液的穩(wěn)定性提高。隨著剪切速率的增加，界面剪切黏度逐漸降低。界面張力越低，界面剪切黏度越高，乳狀液越穩(wěn)定，分水性越差。

艦船用柴油機(jī)油具有與車用柴油機(jī)油不同的性能特點(diǎn)，由高黏度指數(shù)的基礎(chǔ)油添加各種不同功能的添加劑調(diào)配而成。其中黏度等級(jí)為SAE40的船用中速機(jī)油，堿值最高可達(dá)40 mgKOHg。船用中速機(jī)油長(zhǎng)期在易與水接觸的環(huán)境中使用，潤(rùn)滑油混入少量水后易形成油包水(WO)型乳化液，由于潤(rùn)滑油中的添加劑大多是界面活性物質(zhì)，易吸附在乳化液的油水界面，形成牢固的界面膜，致使乳化液變得十分穩(wěn)定。油品乳化影響機(jī)油的壓力，柴油機(jī)會(huì)因缺少潤(rùn)滑而嚴(yán)重?fù)p壞。因此對(duì)于船用潤(rùn)滑油來(lái)說(shuō)，分水性是非常重要的性能指標(biāo)。

目前對(duì)船用潤(rùn)滑油分水性能的研究主要集中在基礎(chǔ)油和不同類型的添加劑方面。徐江峰研究了不同工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油對(duì)分水性的影響，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)油中重質(zhì)餾分及硫等雜原子是使船用油分水性能變差的主要原因。聶時(shí)春等研究了潤(rùn)滑油的破乳及其影響因素，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)油中飽和烴越多、膠質(zhì)越少時(shí)，其抗乳化性能越好。?？≥x等研究了烷基水楊酸鹽對(duì)中速機(jī)油分水性能的影響，發(fā)現(xiàn)烷基水楊酸鈣烷基碳鏈支化度的差異是造成其分水性能不同的主要原因；支化度越小，分水性越好，烷基水楊酸鈣的平均相對(duì)分子質(zhì)量與其分水性能無(wú)明顯關(guān)系。Wu Caiping研究了添加劑對(duì)內(nèi)燃機(jī)油分水性的影響，發(fā)現(xiàn)不同添加劑對(duì)內(nèi)燃機(jī)油的分水性影響不同，而且不同添加劑之間會(huì)起到協(xié)同作用或抗結(jié)作用。以上研究主要集中在油水分離宏觀層面上的考察，對(duì)微觀界面現(xiàn)象的研究較少。分水性由乳狀液的穩(wěn)定程度決定，而乳狀液的穩(wěn)定程度與油水界面性質(zhì)有很大的關(guān)系。界面張力是影響乳狀液穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，在界面面積保持不變的情況下，降低油水界面膜的界面張力，使乳狀液在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)上保持穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)降低界面能的目的，使乳狀液的穩(wěn)定性增加。界面剪切黏度是界面分子膜的重要性質(zhì)，它的大小取決于相鄰成膜分子的排列緊密程度、相鄰成膜分子間相互作用的大小和成膜分子間是否有結(jié)構(gòu)形成。界面剪切黏度的大小可以反映油水界面膜的強(qiáng)度，因而對(duì)乳狀液穩(wěn)定性有很大的影響。本課題研究了3種不同加工工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油的分水性及其油水界面性質(zhì)，探討添加劑對(duì)基礎(chǔ)油的分水性、油水界面張力和油水界面剪切黏度的影響，并考察基礎(chǔ)油的分水性與油水界面性質(zhì)的關(guān)系，為船用潤(rùn)滑油的研制提供依據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原料

基礎(chǔ)油：HVIⅡ-10，HVI750，HVI150BS，分別用A，B，C表示，其基本性質(zhì)見(jiàn)表1。添加劑為烷基水楊酸鹽復(fù)合劑(簡(jiǎn)稱復(fù)合劑)，其理化性質(zhì)見(jiàn)表2。以上基礎(chǔ)油和添加劑均由中國(guó)石化潤(rùn)滑油(上海)研究院提供。

表1基礎(chǔ)油的基本性質(zhì)

表2烷基水楊酸鹽復(fù)合劑的主要理化性質(zhì)

1.2實(shí)驗(yàn)方法

油品調(diào)合方法：取特定比例(占調(diào)合后油品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%)的復(fù)合劑，加入基礎(chǔ)油中，在60℃下攪拌40 min，至復(fù)合劑均勻分散于油品中，調(diào)合后油樣的外觀均勻透亮。

2結(jié)果與討論

2.1不同基礎(chǔ)油的分水性能

不同加工工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油，由于其物性存在差異，會(huì)導(dǎo)致分水性能不同；添加劑對(duì)不同基礎(chǔ)油分水性能的影響也有很大的差異。圖1和圖2分別為未加復(fù)合劑的基礎(chǔ)油和添加了復(fù)合劑的基礎(chǔ)油的分水性能。

圖1未加復(fù)合劑時(shí)基礎(chǔ)油的分水性能■—水層；■—乳化層。圖2同

由圖1可以看出：未加復(fù)合劑時(shí)不同基礎(chǔ)油的分水效果不同，基礎(chǔ)油A和基礎(chǔ)油B的分水效果較好，水在離心作用下全部分出；基礎(chǔ)油C的極性物質(zhì)含量高，親水性強(qiáng)，分水能力差，因此出現(xiàn)了乳化層。

圖2加入復(fù)合劑時(shí)基礎(chǔ)油的分水性能

由圖2可以看出，加入復(fù)合劑后，基礎(chǔ)油的分水性變差，且不同基礎(chǔ)油的差異較大，其中基礎(chǔ)油A的水層最多，乳化層最少，分水性最好，基礎(chǔ)油B的分水性稍差，基礎(chǔ)油C的分水性最差。當(dāng)油相中混入少量水時(shí)，形成WO乳化液。WO乳化液是由油、水和表面活性劑混合形成的。體系的形態(tài)是水以小液滴的形式分散于油中。水相是內(nèi)相或分散相，油是外相或連續(xù)相?；A(chǔ)油分水性由乳狀液的穩(wěn)定程度決定，WO乳化液的不穩(wěn)定形式主要是水相液珠的沉降、聚集和凝并。連續(xù)相的黏度越大，液珠沉降的速率越慢，油品越容易乳化，其分水性也越差。從基礎(chǔ)油族組成可以分析其分水性能的差異。

一般情況下，界面活性由小到大的順序?yàn)椋猴柡蜔N<芳烴<膠質(zhì)。重芳烴及膠質(zhì)組分中的極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的界面活性，它們的存在可以降低油品與水的界面張力，使油品容易乳化。且復(fù)合劑的加入進(jìn)一步降低了油水的界面張力，導(dǎo)致油品乳狀液穩(wěn)定性增強(qiáng)，其分水性變差。加入的復(fù)合劑可能與油品中所含芳烴和膠質(zhì)等極性化合物結(jié)合，導(dǎo)致基礎(chǔ)油分水性更差。所以基礎(chǔ)油中所含極性組分越多，其與加入的復(fù)合劑結(jié)合的程度就越強(qiáng)，導(dǎo)致基礎(chǔ)油的分水性越差。結(jié)合表1進(jìn)行分析可知：基礎(chǔ)油A的黏度最小，且芳烴和膠質(zhì)等極性化合物含量最少，其分水性最好；基礎(chǔ)油C的黏度最大，且芳烴和膠質(zhì)等極性化合物含量最高，其分水性最差；基礎(chǔ)油B的黏度和極性組分含量比A大、比C小，其分水性能介于A與C之間。