环保润滑油需求增长：生物基础油应用的推动力

虽然全球大部分大豆产品都流入了食品行业，但大豆油提供了良好的润滑性、高粘度指数和其它润滑油所需的特性，其支持者称，这些特性使大豆油成为了一种具有吸引力的基础油。

随着对环保润滑油需求的增长，大豆油的市场需求也在增长。大豆油在金属加工液、发动机油和液压油等领域都有应用，市场营销人员称，与石油产品相比，大豆油提供了一种更可持续性的材料。近20年来，它甚至为自由女神像(StatueofLiberty)的电梯提供了润滑。

但可持续性并不是公司决定是否放弃传统基础油的唯一考虑因素。成本和性能是最重要的，这也是推广大豆油的最大障碍所在。

作为一种植物油，大豆油被认为是生物燃料。它是由甘油三酯，或长、极性脂肪酸链，提供高强度的润滑膜。这些甘油三酯具有很强的分子间相互作用，使它们在温度变化时具有更稳定的粘度。不利的一面是，甘油三酯很容易水解——在有水的情况下会分解——而且低温性能很差。

然而，大豆和其他植物油的变化有助于克服它们的一些传统弱点。根据美国农业部(UnitedStatesDepartmentofAgriculture)的数据，北半球种植的大豆约1.69亿吨，南半球种植的大豆约1.91亿吨，可提供全年供应。其中大部分来自美国和巴西。

大豆油产品在接近水的应用中特别有用：水闸/水坝、水道附近使用的建筑设备、咸水河流和河口等水域海洋环境，或任何需要环保润滑剂的地方。采用环境可接受的润滑油，一旦发生泄漏，可以减少对环境的影响和负面的公共关系后果。

大豆油是可生物降解的，这创造了市场的机会，特别是在海洋和其他环境敏感的应用领域，要求使用可生物降解材料的法规为大豆油创造了机会。

美国环境保护署(U.S.EnvironmentalProtectionAgency)的《船舶通用许可证》(VesselGeneralPermit)和《清洁水法》(CleanWaterAct)等法律规定，所有与海洋接触的用油面都必须使用符合环保要求的润滑油，而《清洁水法》决定了漏油是否会对公众健康造成危害，因此生物基润滑油对最终用户来说是一个有吸引力的选择。

为了达到美国环保署对生物可降解的定义，至少60%的产品必须在实验室环境中28天内分解成二氧化碳和水。根据美国环保署的测试方法，大豆油的生物降解率为72%至80%，而大多数矿物油的生物降解率为15%至35%。EALs还必须具有最低毒性和非生物累积性。

性能测试

大豆油具有良好的可燃性和毒性，并具有良好的摩擦磨损性能。添加剂的发展可以帮助大豆油跟上更传统的同类产品，但最大的进步来自于增加油酸的含量，油酸是一种存在于动植物脂肪和油中的脂肪酸。推动这一进步的不仅仅是润滑油行业；食品工业——正在寻找更有利于心脏健康的油——带头创新，间接造福润滑油用户。

例如，6月美国食品和药物管理局禁止部分氢化油使用于食物，这对用于油炸和烘烤的大豆油带来了威胁。美国大豆委员会已经投资研究生产不需要部分氢化的高油酸大豆油。通过改变种子的茎部或用新的方法加工大豆可以获得更高的油分。这可以给大豆油更好的润滑性能，如氧化稳定性。

DougAdams是位于北卡罗莱那州印第安尔的EAL制造商RSCBioSolutions公司的高级产品开发化学家，他主持了一项研究，比较了高、低油植物油和矿物油的性能。这种蔬菜基的油品包括一种高油菜籽油、一种低油菜籽油和两种不同的高油菜籽油，它们的油质含量提高到了65%。这五种液体都加入了相同的添加剂包、粘度改进剂、凝点抑制剂和抗泡沫添加剂。

正如研究人员所料，大豆油具有高粘度指数。在液压共混液中，高油分大豆油两种配方的粘度指数分别为218和213，低油分大豆油配方的粘度指数为237。矿物油液压液的粘度指数为140。粘度指数是一种测量流体抵抗温度变化时粘度变化的指标，对于在极端天气下户外运行的液压设备尤为重要。

每种油都通过了ASTMD892的夹杂空气量测试。虽然所有的材料都通过了ASTMD1401水分离测试，但矿物油混合物在10分钟内分离到合格水平，相比之下，低油分的大豆混合物需要20分钟，两种高油分的大豆油分别需要20和25分钟。

在ASTMD3233B试验中，负荷和扭矩越高，表明其极压性能越好，矿物油只能承受1015磅的负荷和41磅-英寸的扭矩。一种高油质大豆油可以承受1623磅的负荷和41磅-英寸扭矩。其他高油分大豆油能承受1531磅的负荷和68磅-英寸扭矩。低油质大豆混合物可以承受1450磅的负荷和68磅-英寸的扭矩。

在不同的混合油中，倾点的结果是不同的，这可能是植物油的一个问题。在ASTMD97测试方法中，矿物油和一种高油分大豆油在零下21摄氏度时的测试结果最差。另一种高油酸大豆油的倾点为-27C，而低油酸大豆油混合物的倾点为-26C。针对钢材腐蚀(ASTMD665A)和铜腐蚀(ASTMD130)的防护测试显示了良好的整体效果。

高油质共混物与低油质共混物之间最显著的差异是氧化安定性和四球磨损试验结果。使用旋转压力容器氧化试验(ASTMD2272)来测量氧化稳定性，在该试验中，样品在压力容器中被氧化并旋转，直到发生特定的改变。样本持续的时间越长越好。两个高油分的大豆油样品分别持续了194分钟和153分钟，而低油分的样品在45分钟时达到最大值。矿物油混合物持续了600分钟。

亚当斯指出：“真正有启发意义的是，较高的油酸含量可以显著提高氧化性能。我们有可能把它保存在设备里的时间超过一个季度，而目前的大多数产品都是这样建议的。”

位于乔治亚州米利奇维尔的ZschimmerandSchwarz公司的Lexolube分部负责人泰勒?豪斯尔(TylerHousel)表示，在润滑油中，高油大豆油和低油大豆油之间最重要的区别是更好的氧化稳定性。

当一种基础油被氧化时，它会变稠，使得它更难被泵出，从而更难达到使用的程度。高油酸大豆油的氧化稳定性是低油酸大豆油的三倍，这是一个显著的进步。在四球磨损试验中，磨损痕越少，抗磨性能越好，两种高油分大豆油的磨损痕分别为0.38mm和0.48mm，分别将结果描述为“非常好”和“可以接受”。低油分大豆油有0.50mm的磨损痕，矿物油配方最大的磨损痕为0.55mm。

“高油酸含量的润滑油具有更好的膜强度，这通常会导致更好的四球磨损效果，所以这是一个真正的优势，”亚当斯说。“这通常意味着你可以放弃使用抗磨添加剂，或者（减少摩擦）意味着你在较低的操作温度中应用，从而使产品寿命更长。