有機鉬：潤滑油添加劑中的“神奇元素”
一、有機鉬在潤滑油添加劑領(lǐng)域的發(fā)展歷程
（一）早期探索階段
有機鉬在潤滑油添加劑領(lǐng)域的應(yīng)用有著一段不斷探索發(fā)展的歷程。早在早期探索階段，人們就發(fā)現(xiàn)了鉬元素在減少摩擦、抵抗磨損等方面具備一定潛力，從而開始嘗試將其應(yīng)用于潤滑油添加劑之中。
當(dāng)時的技術(shù)背景下，初代含鉬添加劑多以二硫化鉬（MoS?）的形式出現(xiàn)，它是由天然鉬精礦粉經(jīng)化學(xué)提純后改變分子結(jié)構(gòu)而制成的固體粉劑，色黑稍帶銀灰色，有金屬光澤，觸之有滑膩感，是一種良好的固體潤滑劑。不過，這種初代產(chǎn)品面臨著諸多問題，其作為固體無法溶入油中，哪怕是所謂的 “納米級” 二硫化鉬也會或多或少產(chǎn)生沉淀，這使得它在潤滑油中的應(yīng)用受到極大限制，難以充分發(fā)揮潤滑作用。并且在使用過程中，二硫化鉬不僅對所潤滑的機器設(shè)備和加工的產(chǎn)品會產(chǎn)生污染，最新的研究還表明其在廢油脂排放處理過程中，對環(huán)境也會產(chǎn)生比較嚴重的污染。此外，由于二硫化鉬是固體粉末，在高速高壓條件下對于降低噪音也十分不利，再加上純度方面受成本考慮，大部分含有很高的石墨成分，影響了潤滑劑的性能以及持久性。所以，最初含鉬添加劑雖展現(xiàn)出一定的減摩極壓性能，但整體應(yīng)用局限較大，僅能在一些潤滑脂中還有所采用，這便是有機鉬在潤滑油添加劑領(lǐng)域早期應(yīng)用的雛形與面臨的狀況。
（二）各代產(chǎn)品演變
隨著對潤滑油添加劑性能要求的不斷提高以及相關(guān)技術(shù)的持續(xù)進步，含鉬添加劑經(jīng)歷了從第一代到后續(xù)幾代產(chǎn)品的更迭發(fā)展。
第一代產(chǎn)品是二硫化鉬固體粉末，前面提到它雖能體現(xiàn)比較理想的減摩極壓性能，但溶解性等問題使其在潤滑油中的應(yīng)用受限，目前只有在一些特種潤滑脂中還在采用。
第二代產(chǎn)品為硫 - 磷 - 氧（S - P - O）有機鉬，代表性的產(chǎn)品是二烷基二硫代硫酸氧鉬（MODDP），從上世紀 70 年代開始，國外廠家著手生產(chǎn)該產(chǎn)品。它相較于二硫化鉬粉末，油溶性能得到了一定提高，不過并沒有從根本上解決溶解性問題，在工藝不穩(wěn)定時還會出現(xiàn)沉淀或產(chǎn)品分解產(chǎn)生氣體的情況。而且由于其含磷量較高，容易致使尾氣催化器中毒，所以在如今的國外市場應(yīng)用也較少。
到了上世紀八、九十年代，潤滑油添加劑生產(chǎn)商研發(fā)生產(chǎn)出了第三代產(chǎn)品 —— 烷基二硫代氨基甲酸鉬（MoDTC），這是一種含硫（S）不含磷（P）有機鉬。它雖然解決了含磷帶來的尾氣催化器中毒問題，但自身又存在油溶性、減摩性和抗氧化性能不佳的缺陷，同時還有銹蝕和腐蝕方面的風(fēng)險，影響了其更廣泛的應(yīng)用。
本世紀推出的第四代鉬 —— 低硫（S）、不含磷（P）、含氮（N）有機鉬則展現(xiàn)出了更優(yōu)異的性能表現(xiàn)。該產(chǎn)品相當(dāng)穩(wěn)定，徹底解決了油溶性問題，磷含量也極低，幾乎為零，最大的優(yōu)勢在于含氮而具有很好的高溫抗氧化性能，能廣泛使用于對 S、P 有限制的高級別 SN 潤滑油內(nèi)，代表著有機鉬添加劑當(dāng)前的發(fā)展趨勢，也更契合如今對潤滑油品質(zhì)以及環(huán)保等多方面要求不斷提升的市場環(huán)境。
總之，含鉬添加劑的各代產(chǎn)品在不斷演變中，各自有著不同的特點、優(yōu)勢以及被市場逐漸接納或淘汰的原因，推動著有機鉬在潤滑油添加劑領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展進步。
二、常見有機鉬潤滑油添加劑的種類及特性
（一）含硫磷鉬（MoDDP）
二烷基二硫代磷酸鉬（MoDDP），其化學(xué)構(gòu)成中包含鉬（Mo）、硫（S）、磷（P）等元素，是一種典型的有機鉬化合物。從化學(xué)結(jié)構(gòu)角度來看，它具有特定的分子排列與化學(xué)鍵合方式，使其具備獨特的化學(xué)性能。
在潤滑油中，MoDDP 有著較好的溶解情況，相較于早期的二硫化鉬（MoS?）固體粉劑，它能更均勻地分散在油液里，這為其發(fā)揮減摩抗磨等作用提供了良好基礎(chǔ)。說到減摩抗磨性能，MoDDP 表現(xiàn)較為突出，它可以在金屬摩擦表面形成一層保護膜，有效降低金屬之間的直接摩擦，減少磨損情況的發(fā)生，進而延長機械設(shè)備的使用壽命。
在實際應(yīng)用方面，MoDDP 常用于各類對潤滑要求較高、工況較為復(fù)雜的機械設(shè)備所使用的潤滑油中，例如汽車發(fā)動機、工業(yè)齒輪箱等。然而，它也存在一定局限性，由于含有磷元素，在一些尾氣排放控制嚴格的應(yīng)用場景下，可能會導(dǎo)致尾氣催化器中毒，影響尾氣處理效果。而且在工藝不穩(wěn)定時，還可能出現(xiàn)沉淀或者產(chǎn)品分解產(chǎn)生氣體等情況，影響其使用效果和穩(wěn)定性。
（二）含硫不含磷鉬（MoDTC）
二烷基二硫代氨基甲酸鉬（MoDTC）是一種含硫（S）但不含磷（P）的有機鉬化合物，化學(xué)名字為 [(CH3) 2NCS2] 2Mo，不僅含有鉬元素，還包含 S 和 N 等原子元素，形成了獨特的含硫有機配位化合物結(jié)構(gòu)。
MoDTC 具備良好的抗氧化性，可穩(wěn)定烴基在高溫下產(chǎn)生自由基，避免潤滑油出現(xiàn)分解氧化現(xiàn)象，使得潤滑油能在高溫環(huán)境下保持較好的性能狀態(tài)。在不同的基礎(chǔ)油中，它有著不一樣的反應(yīng)特點，比如在一些礦物油和合成油里，其與基礎(chǔ)油的相容性較好，能夠較好地發(fā)揮自身性能，不過在溶解性、減摩性和抗氧化性能方面，相較于理想狀態(tài)還存在一定的提升空間，自身存在油溶性、減摩性和抗氧化性能不佳的缺陷，同時還有銹蝕和腐蝕方面的風(fēng)險。
與其他同類產(chǎn)品相比，MoDTC 的獨特之處在于解決了含磷帶來的尾氣催化器中毒問題，使其能應(yīng)用在對尾氣排放有嚴格要求的設(shè)備潤滑中。但不足點是其在減摩、抗氧化以及抗腐蝕等綜合性能的平衡上還有待優(yōu)化，這在一定程度上限制了它在一些對潤滑油性能要求極高的精細設(shè)備潤滑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
（三）非硫磷鉬（Mo-Am）
非活性有機鉬即有機鉬混合物（Mo-Am），它有著自身獨特的基本情況。在與其他添加劑協(xié)同作用時，能展現(xiàn)出較為優(yōu)異的性能，比如和一些抗氧化劑、抗磨劑共同使用時，可以發(fā)揮出更好的減摩、抗氧化以及抗腐蝕等協(xié)同效果，使?jié)櫥驼w性能得到顯著提升。
自身穩(wěn)定性方面，Mo-Am 在不同的溫度、壓力以及復(fù)雜的工況環(huán)境下，都能保持相對穩(wěn)定的化學(xué)狀態(tài)，不易分解或者失效，為長期穩(wěn)定的潤滑作用提供保障。從環(huán)保角度來看，它不含硫、磷等可能對環(huán)境造成不良影響的元素，在如今環(huán)保要求日益提高的背景下，具備很大的優(yōu)勢，符合綠色潤滑的發(fā)展趨勢，可應(yīng)用在一些對環(huán)保要求較高的機械設(shè)備潤滑場景中，像城市公共交通車輛、環(huán)保型工業(yè)設(shè)備等的潤滑系統(tǒng)里。
三、有機鉬作為潤滑油添加劑的作用機理
（一）正常工況下的作用
在正常工況，也就是常規(guī)的機械運轉(zhuǎn)條件下，有機鉬發(fā)揮著重要的減摩、抗磨作用，以保障機械部件能夠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。有機鉬通常以液態(tài)形式存在于潤滑油中，由于其自身具備特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，能夠在摩擦表面形成物理、化學(xué)吸附膜。
從物理吸附角度來看，有機鉬分子中的極性基團會與金屬摩擦表面產(chǎn)生吸附作用，就如同微小的 “吸附力場”，使其附著在金屬表面。而化學(xué)吸附則是基于有機鉬分子與金屬表面原子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進而形成化學(xué)鍵合，這種化學(xué)鍵合讓吸附膜更加牢固地存在于摩擦表面。
例如在汽車發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)過程中，機油里添加的有機鉬會在活塞環(huán)與氣缸壁等摩擦部位，通過上述物理、化學(xué)吸附的方式形成保護膜。這層膜能夠有效隔開金屬與金屬之間的直接接觸，極大地降低了摩擦系數(shù)，減少了磨損情況的發(fā)生，使得發(fā)動機各部件可以順暢、穩(wěn)定地運行，延長了發(fā)動機的使用壽命，也有助于維持機械設(shè)備整體良好的工作狀態(tài)。
（二）苛刻工況下的表現(xiàn)
當(dāng)機械處于高速、高溫、高壓等比較嚴苛的工作環(huán)境時，有機鉬更是展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。在這樣的苛刻工況下，摩擦副表面會承受極大的壓力、摩擦力以及高溫影響，此時有機鉬能夠在摩擦副表面發(fā)生分解反應(yīng)，進而形成納米級二硫化鉬（MoS?）化學(xué)反應(yīng)膜。
這種納米級的 MoS?化學(xué)反應(yīng)膜有著特殊的層狀微晶結(jié)構(gòu)，它會以極薄的層次疊置于金屬表面，每層厚度大約為 0.625 納米，層間距離為 1.32 納米。這種特殊的結(jié)構(gòu)會改變摩擦運動方式，將原本的滑動摩擦轉(zhuǎn)變成滾動摩擦，就如同在金屬表面鋪上了一層微小的 “滾珠”，使得摩擦系數(shù)得以大幅度降低。
比如在工業(yè)生產(chǎn)中的大型高速齒輪箱運轉(zhuǎn)時，齒輪之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，并且承受著極高的壓力，常規(guī)的潤滑方式可能難以滿足要求。而含有有機鉬的潤滑油在這種情況下，有機鉬分解形成的納米級二硫化鉬化學(xué)反應(yīng)膜，就能有效地保護齒輪表面，抑制因高溫導(dǎo)致的機油性能下降，提高齒輪的極壓性能，避免齒輪出現(xiàn)膠合、磨損等故障，確保齒輪箱在苛刻工況下依然可以可靠地工作。
四、有機鉬在潤滑油添加劑應(yīng)用中的優(yōu)勢
（一）對發(fā)動機的保護作用
有機鉬在潤滑油添加劑應(yīng)用中，對發(fā)動機有著極為重要的保護作用。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，各個零部件之間會不可避免地產(chǎn)生摩擦，而有機鉬能夠憑借其獨特的性能，有效減少這種摩擦帶來的磨損。例如，有機鉬可以在活塞環(huán)與氣缸壁、曲軸與軸瓦等關(guān)鍵摩擦部位，通過物理吸附與化學(xué)吸附的方式，形成牢固且穩(wěn)定的保護膜。這種保護膜能夠?qū)⒔饘倥c金屬之間的直接接觸進行有效阻隔，使得摩擦系數(shù)顯著降低，進而減少零部件的磨損情況。
從提高零部件抗損耗能力方面來看，有機鉬在長期的使用過程中，持續(xù)發(fā)揮著減摩抗磨的作用，避免了因頻繁摩擦導(dǎo)致的零部件表面損傷、疲勞等問題，使得像發(fā)動機的活塞、曲軸等關(guān)鍵部件能夠在相對良好的工況下運行，大大提高了它們抵抗損耗的能力。通過減少磨損、增強抗損耗能力，有機鉬添加劑能有效延長發(fā)動機的整體使用壽命，這對于車輛等依靠發(fā)動機作為動力核心的設(shè)備來說意義重大，不僅可以降低維修成本、減少設(shè)備更新頻率，還能保障設(shè)備在較長時間內(nèi)穩(wěn)定可靠地運行，充分體現(xiàn)了有機鉬在發(fā)動機保護方面的重要性。
（二）抗氧化與延長換油期
有機鉬含有一些特定的元素，使其在提升機油抗氧化性能方面有著出色表現(xiàn)。部分有機鉬添加劑中含有的氮元素，其所在的化學(xué)基團具有高溫抗氧的特性，能穩(wěn)定烴基在高溫下產(chǎn)生自由基，避免潤滑油出現(xiàn)分解氧化現(xiàn)象，使得機油在高溫環(huán)境下也能較好地維持自身性能狀態(tài)。
當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，在曲軸箱內(nèi)，有機鉬添加劑可以減少各部件之間的摩擦，摩擦的減少意味著熱量的產(chǎn)生也相應(yīng)降低，從而有助于降低機油的工作溫度。而較低的溫度環(huán)境能延緩機油的變質(zhì)速度，減少機油中輕質(zhì)成分的揮發(fā)，讓機油能夠在更長時間內(nèi)保持良好的潤滑、散熱等性能。
綜合來看，有機鉬對機油抗氧化性能的提升以及在曲軸箱內(nèi)發(fā)揮的減摩降溫作用，能夠有效地延緩機油變質(zhì)、減少揮發(fā)，進而實現(xiàn)延長換油周期的效果。這樣一來，車主可以減少換油的次數(shù)，不僅降低了機油更換成本，還節(jié)省了相應(yīng)的時間和精力，帶來了實實在在的便利和經(jīng)濟效益，也契合當(dāng)下人們追求高效、經(jīng)濟的設(shè)備維護理念。
（三）節(jié)能與提高燃油經(jīng)濟性
行車試驗的數(shù)據(jù)表明，燃料燃燒所產(chǎn)生的能量大約僅有 60% 左右能夠轉(zhuǎn)化為動能，而其中約 30% 的動能會被白白消耗在各種摩擦副中。有機鉬作為潤滑油添加劑，在減少摩擦方面有著顯著效果。它可以在摩擦副表面形成保護膜，將原本的滑動摩擦改變?yōu)闈L動摩擦，大大降低了摩擦系數(shù)，從而有效減少了能量在摩擦過程中的損耗。
例如，在車輛日常行駛中，添加了有機鉬添加劑的潤滑油，能讓發(fā)動機內(nèi)部各部件運轉(zhuǎn)更加順暢，減少因克服摩擦力而額外消耗的能量，使得車輛在相同的行駛條件下，所需要的燃油量相應(yīng)減少，進而實現(xiàn)節(jié)約能源、提高燃油經(jīng)濟性的目的。據(jù)相關(guān)試驗顯示，有機鉬添加劑能達到 3 - 5% 的燃油節(jié)省效果。在如今全球能源緊張的大背景下，節(jié)能已然成為各個行業(yè)重點關(guān)注的課題，有機鉬在潤滑油添加劑中的應(yīng)用，通過提高燃油經(jīng)濟性這一優(yōu)勢，很好地順應(yīng)了當(dāng)下節(jié)能的大趨勢，對于推動交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展有著積極意義。
五、有機鉬應(yīng)用中的注意事項及前景展望
（一）應(yīng)用中的注意要點
在使用有機鉬作為潤滑油添加劑時，有諸多注意要點需要格外留意，以保障其能發(fā)揮良好性能且避免產(chǎn)生負面影響。
對于不同類型的車輛而言，其發(fā)動機的設(shè)計、工況特點以及對潤滑油的要求都存在差異。比如，高性能跑車的發(fā)動機往往在高轉(zhuǎn)速、高負荷下運行，對潤滑油的抗磨、抗氧化以及散熱性能要求極高，使用有機鉬添加劑時，需要確保添加量精準，因為添加過多可能會導(dǎo)致機油粘度過高，影響發(fā)動機的動力輸出以及散熱效果；而對于普通家用轎車，發(fā)動機工作環(huán)境相對溫和，但同樣要依據(jù)車輛的使用年限、行駛里程等來合理控制有機鉬的添加量，若車輛使用時間較長，發(fā)動機內(nèi)部零部件已有一定程度磨損，適當(dāng)增加有機鉬添加量能更好地起到保護作用，可若是新車，過量添加則可能造成不必要的浪費甚至對發(fā)動機產(chǎn)生腐蝕風(fēng)險。
在不同工況方面，車輛長時間在高溫環(huán)境下行駛，如夏季高溫時段長途跋涉或者頻繁在擁堵路況下走走停停，發(fā)動機溫度容易過高，這就要求有機鉬添加劑具備良好的高溫穩(wěn)定性以及抗氧化性，否則容易出現(xiàn)分解失效的情況，無法持續(xù)發(fā)揮減摩抗磨作用；而在寒冷環(huán)境中啟動車輛時，有機鉬的溶解性和分散性要能保證在低溫下也不受影響，否則可能出現(xiàn)沉淀，影響機油的正常潤滑性能。另外，對于一些工業(yè)設(shè)備，像處于重載、高速運轉(zhuǎn)的大型齒輪箱，有機鉬的添加量和類型選擇就要充分考慮其極壓抗磨性能，確保能有效保護齒輪表面，防止膠合、磨損等故障出現(xiàn)；而在一些輕載、低速運轉(zhuǎn)的設(shè)備中，則可以適當(dāng)降低有機鉬的使用濃度，達到經(jīng)濟且有效的潤滑目的。
從與不同基礎(chǔ)油搭配來看，礦物油、合成油等各類基礎(chǔ)油自身的化學(xué)性質(zhì)、成分有所不同，和有機鉬的相容性也不一樣。有些基礎(chǔ)油本身的抗氧化性能較差，搭配有機鉬時，就需要選擇抗氧化性好的有機鉬產(chǎn)品，以協(xié)同提升整體潤滑油的抗氧化能力；若基礎(chǔ)油的清潔分散性不佳，有機鉬的加入不能影響其對發(fā)動機內(nèi)部積碳、油泥等雜質(zhì)的清潔能力，并且要防止因相互作用而產(chǎn)生沉淀等不良現(xiàn)象。同時，在調(diào)配過程中，要嚴格按照規(guī)定的工藝順序和操作規(guī)范進行添加，確保有機鉬能均勻分散在基礎(chǔ)油中，充分發(fā)揮其功效。
總之，只有充分考慮上述這些關(guān)鍵因素，合理使用有機鉬添加劑，才能讓其在潤滑油中真正起到提升性能、保護設(shè)備的作用。
（二）未來發(fā)展前景
隨著全球環(huán)保要求日益提高以及油品性能不斷升級，有機鉬作為高端特種添加劑在未來潤滑油市場中展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。
一方面，環(huán)保法規(guī)越發(fā)嚴格，對于汽車尾氣排放中有害物質(zhì)的限制愈發(fā)細致，這促使?jié)櫥托袠I(yè)不斷尋求低硫、低磷甚至無硫無磷的添加劑產(chǎn)品，以保護尾氣處理裝置的三元催化器等敏感設(shè)備。而有機鉬添加劑中的部分產(chǎn)品，如非硫磷型有機鉬，恰好契合這一趨勢，憑借其對環(huán)境友好、不易導(dǎo)致尾氣催化器中毒的優(yōu)勢，有望在未來得到更廣泛的應(yīng)用。例如，在城市公共交通車輛、新能源汽車等對環(huán)保要求極高的領(lǐng)域，有機鉬添加劑能夠助力潤滑油滿足相關(guān)排放標(biāo)準，減少對大氣環(huán)境的污染，實現(xiàn)綠色出行的目標(biāo)。
另一方面，發(fā)動機制造技術(shù)不斷進步，如今的發(fā)動機朝著精密化、小型化、高性能化方向發(fā)展，其工作條件變得更加苛刻，對潤滑油的品質(zhì)和性能要求也隨之提升。有機鉬添加劑所具備的出色減摩抗磨、抗氧化以及抗腐蝕等性能，使其能夠很好地適應(yīng)這些新的要求，為發(fā)動機提供更可靠的保護，延長發(fā)動機的使用壽命，提高設(shè)備的運行效率。比如在航空航天領(lǐng)域，飛行器發(fā)動機對于潤滑油的耐高溫、高壓以及抗磨損等性能需求極高，有機鉬添加劑有望通過進一步的研發(fā)和優(yōu)化，在這類高端領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。
從市場需求角度來看，工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展使得各類機械設(shè)備不斷增多，對于高性能潤滑油的需求持續(xù)增長，有機鉬添加劑憑借其能提升潤滑油綜合性能、實現(xiàn)節(jié)能降耗的特點，在工業(yè)齒輪油、液壓油等眾多潤滑油品類中都有很大的潛在發(fā)展空間。而且，隨著科研技術(shù)的不斷創(chuàng)新，有機鉬添加劑的性能有望進一步優(yōu)化提升，成本也可能逐步降低，這將進一步推動其在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用，在未來潤滑油市場中占據(jù)。
六、產(chǎn)品推薦
二硫代氨基甲酸鉬 MSAIL 525A MoDTC 是一種不含磷酸鹽的液態(tài)有機鉬摩擦改進劑，可大幅度降低油品摩擦系數(shù)，并具有抗磨、抗氧等多種功能，廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機油、各類工業(yè)潤滑油、純油型金屬加工液、油脂等。
主要特點
減少摩擦：通過在金屬表面形成低摩擦層，有效減少部件間的摩擦和磨損。
抗磨損保護：提供卓越的磨損保護，延長機械設(shè)備及潤滑劑的使用壽命。
極壓性能：在高負荷和嚴苛條件下保護金屬表面，防止磨損。
抗氧化性能：幫助抵抗氧化，減少污泥和清漆的形成，延長潤滑油的使用周期。
防腐蝕：在金屬表面形成防護層，有效防止腐蝕。
高兼容性：與多種基礎(chǔ)油和其他添加劑兼容，適用于多功能潤滑劑配方。
應(yīng)用領(lǐng)域
發(fā)動機油：提高燃油效率，延長發(fā)動機部件的使用壽命。
齒輪油：減少齒輪系統(tǒng)的摩擦和磨損，提供極壓保護。
液壓油：增強液壓系統(tǒng)的磨損保護和極壓能力，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行。
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