能使發(fā)動(dòng)機(jī)部件得到清洗并保持部件干凈的化學(xué)品稱為清凈劑。清凈劑是現(xiàn)代潤(rùn)滑油使用的五大添加劑（清凈劑、分散劑、抗氧劑、極壓抗磨劑和黏度指數(shù)改進(jìn)劑)之一。在潤(rùn)滑劑添加劑中，清凈劑、分散劑和黏度指數(shù)改進(jìn)劑(VII）是使用量最大的3種添加劑，占添加劑總消耗量的68%。

清凈劑出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，當(dāng)時(shí)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)向大馬力、高功率發(fā)展和換油期的延長(zhǎng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的使用性能提出了更高的要求。原用的精制潤(rùn)滑油已不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑要求，出現(xiàn)了活塞環(huán)積炭增多、黏環(huán)事故不斷發(fā)生等問(wèn)題。美國(guó)于1943年發(fā)現(xiàn)加入油溶性脂肪酸或環(huán)烷酸等有機(jī)皂類的柴油機(jī)油可以解決黏環(huán)問(wèn)題，于是借用一般水溶性肥皂具有“清凈性”，將這類油溶性金屬皂類命名為清凈劑。通常清凈劑中都含有鈣、鋇、鎂和鈉等金屬元素。比較常用的清凈劑有磺酸鹽、硫代磷酸鹽、硫化烷基酚鹽、烷基水楊酸鹽和環(huán)烷酸鹽等五大類。

潤(rùn)滑油在發(fā)動(dòng)機(jī)中受熱和活塞環(huán)泄漏氣體混入曲軸箱中后，油就會(huì)變質(zhì)生成漆膜、油泥等不溶物,并附著在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上，造成黏環(huán)和加快腐蝕磨損。清凈劑能清洗掉部件上的沉積物或使不溶物的粒子以膠態(tài)懸浮體分散在油中，同時(shí)中和被氧化生成的酸性物質(zhì)來(lái)控制漆膜、活塞環(huán)的沉積物和腐蝕。

多數(shù)清凈劑具有堿值，且堿值可高達(dá)400mgKOHg以上，具有很強(qiáng)的中和能力:

• 中和潤(rùn)滑油本身氧化和燃料不完全燃燒所生成的酸性氧化物或有機(jī)酸，使其失去活性，變?yōu)橛腿苄晕镔|(zhì)，并阻止這些物質(zhì)進(jìn)一步氧化縮合，從而減少漆膜沉積物的生成。

• 中和含硫燃料燃燒后生成的so3，阻止其進(jìn)一步磺化潤(rùn)滑油。

• 中和汽油燃燒后生成的鹽酸和硝酸，阻止其進(jìn)一步對(duì)烴類產(chǎn)生作用。由于中和了這些有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸，既抑制其促進(jìn)烴類氧化生成沉積物，又抑制了這些酸性產(chǎn)物對(duì)活塞環(huán)及缸套的腐蝕磨損。

在潤(rùn)滑油中呈膠束的清凈劑對(duì)生成的漆膜、膠質(zhì)和積炭有很強(qiáng)的吸附能力，能將已經(jīng)黏附在活塞上的漆膜、膠質(zhì)和積炭洗滌下來(lái)，并分散在油中，以保持部件干凈，減少磨損。

分散作用又可稱為懸浮或膠溶，即清凈劑能將已經(jīng)形成的漆膜、膠質(zhì)和積炭等固體小顆粒加以吸附，在其表面形成一層覆蓋膜而分散在油中，阻止這些非油溶性顆粒聚集成較大的顆粒沉積或黏附于氣缸上。清凈劑的分散作用機(jī)理見(jiàn)圖1。

所謂增溶作用是指借助于表面活性劑的作用，把原來(lái)不溶解的液態(tài)物質(zhì)溶解于介質(zhì)內(nèi)。清凈劑是一些表面活性劑，常以膠束形式分散于潤(rùn)滑油中，可溶解各種活性基團(tuán),如羰基、羧基、羥基和硝基等化合物。這些物質(zhì)是生成漆膜、膠質(zhì)和積炭的中間體。它們被增溶到膠束中心，外面包圍了形成此膠束的添加劑分子，因而阻止了進(jìn)一步的氧化與縮合。

磺酸鹽按原料來(lái)源不同，磺酸鹽可分為石油磺酸鹽和合成磺酸鹽。二者性能和效果差不多，但合成磺酸鹽的成本較高。

按堿值來(lái)分，磺酸鹽可分為:

◇中性或低堿值磺酸鹽:其總堿值（TBN)一般在530mgKOH/g;

◇中堿值磺酸鹽:TBN為150mgKOHg左右;

◇高堿值磺酸鹽:TBN為300mgKOHg左右;

◇超高堿值磺酸鹽:TBN為400mgKOHg左右。

按金屬的種類分，有磺酸鈣鹽、磺酸鎂鹽、磺酸鈉和磺酸鋇，其中磺酸鈣鹽的用量較多。20世紀(jì)70年代以來(lái),磺酸鎂鹽有所發(fā)展。這是因?yàn)榛撬徭V鹽灰分低，適應(yīng)了發(fā)動(dòng)機(jī)油低灰分化的要求;同時(shí)還具有較好的防銹性。磺酸鎂鹽多用于高檔汽油機(jī)油。對(duì)于磺酸鋇鹽，由于鋇是重金屬,有毒，因而其應(yīng)用量越來(lái)越少?；撬徜^鹽作為用于內(nèi)燃機(jī)油的清凈劑,幾乎完全被淘汰。

按合成途徑分，以潤(rùn)滑油餾分作為原料生產(chǎn)的磺酸鹽為石油磺酸鹽;而以各種合成烷基苯為原料生產(chǎn)的磺酸鹽為合成磺酸鹽。石油磺酸鹽是以相對(duì)分子質(zhì)量為380的潤(rùn)滑油餾分為原料。合成磺酸鹽的制備（以鈣鹽為例)是以生產(chǎn)12-烷基苯的副產(chǎn)物重烷基苯或烯經(jīng)與苯烷基化制得的合成烷基苯為原料，然后用發(fā)煙硫酸或So3進(jìn)行磺化，得到石油磺酸或合成磺酸;再用石灰與磺酸反應(yīng)（金屬化）生成中性磺酸鈣鹽;最后碳酸化，在醇類促進(jìn)劑存在條件下，加入石灰并通入二氧化碳，得到中堿值或高堿值磺酸鈣鹽。合成磺酸鹽的制備工藝流程見(jiàn)圖2。

低堿值磺酸鹽中的油溶性烷基為C18~C20或以上，對(duì)油有充分溶解性的磺酸分子量在450以上。高堿值磺酸鈣鹽是通過(guò)將過(guò)剩的堿以碳酸鈣的形式分散在膠束中，形成高堿性磺酸鹽。以碳酸鈣的形式分散的鈣鹽與磺酸鹽的鈣鹽之比超過(guò)30：1。

低堿值磺酸鹽結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3,中堿值或高堿值磺酸鹽結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4，高堿值磺酸鈣鹽的膠束結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。

低堿值磺酸鹽一般為鈣鹽，其化學(xué)組成基本上是中性磺酸鈣(皂)以及分散在其中的少量氫氧化鈣。中堿值和高堿值磺酸鈣鹽的主要區(qū)別在于膠束中被分散的無(wú)機(jī)堿性組分含量不同?；撬猁}中的無(wú)機(jī)堿性組分含量愈高，堿儲(chǔ)備愈好，中和能力愈強(qiáng)。清凈劑的清凈能力主要取決于中性鹽（皂含量)的多少，因而低堿值磺酸鈣鹽有很好的清凈性。而高堿值磺酸鹽有較好的中和能力和高溫清凈性。

磺酸鹽能牢固地吸附于鐵金屬表面，形成不透水的保護(hù)膜，這保正了它具有良好的防銹性能，但抗氧性較差。與水楊酸和酚鹽比較，磺酸鹽的增溶和分散作用更好;但在苛刻的高溫條件下中和速度及清凈性又比水楊酸鹽和酚鹽差，尤其是所有磺酸鹽添加劑的抗氧抗腐性都差，高堿值磺酸鹽添加劑甚至還有促進(jìn)氧化作用。為了彌補(bǔ)磺酸鹽抗氧性的缺陷，在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)油中，除了將不同高、低堿值磺酸鹽復(fù)合使用外，更多的是將磺酸鹽與硫化烷基酚鹽、分散劑和抗氧抗腐劑復(fù)合使用。

總之，磺酸鹽具有高溫清凈性好、中和能力強(qiáng)、防銹性好、有一定的分散性、原料易得、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，其與其他添加劑復(fù)合，能配制各種內(nèi)燃機(jī)油，也可用于船用氣缸油和發(fā)動(dòng)機(jī)油。

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