酯类基础油的低毒和易生物降解使其用途越来越广泛。汽车和船用发动机油、压缩机油、液压油、齿轮油以及润滑脂等。其品种的多样化,也是其它基础油不可比拟的,我们常接触到的如双酯、三羟甲基丙烷酯、PAG聚酯,是三大类型酯的典型代表,即酸中心型、醇中心型和聚合物酯。
酯类油是由有机酸和醇通过酯化反应获得的,具有特定性质的润滑油。从其分子结构来看,它有如下特点:
1、酯基的C—O键易于转动,分子的柔顺性较强;
2、酯基有一定的极性,这个也较容易理解;
3、大多数酯(PAG除外)都属于单分子化合物。
我们知道,一种基础油,其影响的油品的最重要的因素,就是氧化安定性。就酯类油而言,其氧化安定性与矿物油是相近的,但酯对抗氧剂的感受性则优于矿物油。以多元醇酯为例,在原料脂肪酸中的不饱和酸是影响酯氧化稳定性的重要因素,因此,有时候对原料酸和酯进行精制是十分必要的,比如三羟甲基丙烷油酸酯,其抗氧化性能就不如三羟甲基丙烷辛酸酯。
对于酯类油的氧化安定性,可以从酯的分解途径和分解反应的活化能来解释,于我们大多数同仁来说过于复杂,有兴趣的可参阅相关专著。但我们需要知道有下列几点:①影响因素:分子的立体构象、芳烃化、饱和度和添加剂的类型和加入量;②多元醇酯的热稳定性好于双酯;季戊四醇酯的热稳定性好于三羟甲基丙烷酯;③直链酸的酯比支链的更稳定;④短链酸的酯比长链的更稳定。
这里顺便提及一下,如今非常时髦的生物质能源如生物柴油,实质上也是一种酯类油,即脂肪酸单烷基酯,这与化石型柴油的石油烃类完全不是一个概念,这里的烷基是甲基或乙基,是由动植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的。
在酯类润滑油中,我们最经常用到的是双酯和多元醇酯,与矿物油相比,它们的优缺点我们应该知道。优点:含有添加剂时,具有更好的热和氧化安定性;使用温度高;倾点低,低温流动性好;与其它基础油互溶性好;挥发性低,无毒;可生物降解。缺点:只有低粘度级别的酯可使用;与密封材料的适应性有问题;水解稳定性差;防腐性稍差。