1. 自由基清除作用
1.1 潤滑油在使用過程中,由于高溫、氧氣、金屬催化等因素的影響,潤滑油中的碳?xì)浠衔锓肿尤菀装l(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生自由基。這些自由基會(huì)引發(fā)一系列的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),導(dǎo)致潤滑油性能下降。二苯胺作為抗氧化劑,具有清除自由基的能力。
1.2 在其分子結(jié)構(gòu)中,氮原子上的孤對(duì)電子使其能夠與自由基發(fā)生反應(yīng)。例如,當(dāng)遇到過氧自由基(ROO·)時(shí),二苯胺可以提供一個(gè)氫原子,將自身轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的氮中心自由基(Ph?N·),從而中斷自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng),起到抑制潤滑油氧化的作用。這種反應(yīng)機(jī)理就好比在化學(xué)反應(yīng)的“鏈轉(zhuǎn)移”環(huán)節(jié)設(shè)置了一個(gè)“攔截點(diǎn)”,有效地阻止了氧化反應(yīng)的進(jìn)一步蔓延。
2.抑制氧化反應(yīng)的起始階段
2.1 二苯胺除了可以清除已經(jīng)生成的自由基外,還可以在氧化反應(yīng)的起始階段發(fā)揮作用。它可以與潤滑油中的活性組分(如不飽和烴)相互作用,降低這些組分與氧反應(yīng)生成初始自由基的可能性。
2.2 二苯胺分子可以與不飽和烴分子形成相對(duì)穩(wěn)定的復(fù)合物,這種復(fù)合物對(duì)氧的反應(yīng)性較低。例如在含有大量不飽和烴的酯基潤滑油中,二苯胺通過與不飽和鍵的相互作用,可以改變不飽和烴分子周圍的電子云分布,從而減少其與氧的接觸機(jī)會(huì),從源頭上抑制氧化反應(yīng)的發(fā)生。
3.延緩氧化產(chǎn)物的生成
3.1 潤滑油在氧化過程中,會(huì)產(chǎn)生醛、酮、酸、膠等各種氧化產(chǎn)物,這些氧化產(chǎn)物會(huì)引起潤滑油粘度增加、酸值上升、油泥、漆膜形成等問題,進(jìn)而影響機(jī)械部件的正常運(yùn)行。
3.2 二苯胺的存在可以顯著延緩這些氧化產(chǎn)物的生成,通過抑制氧化反應(yīng)的進(jìn)行,減少氧化中間產(chǎn)物的積累,使?jié)櫥湍軌蜷L時(shí)間保持相對(duì)清潔穩(wěn)定的狀態(tài)。例如,在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油中添加二苯胺作為抗氧化劑后,可以有效減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部油泥的積累,降低發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的風(fēng)險(xiǎn),延長發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
4、金屬失活
4.1 潤滑油工作環(huán)境中,金屬表面(如發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的金屬部件)往往對(duì)氧化反應(yīng)起催化作用,金屬離子可加速自由基的生成,加快氧化反應(yīng)的速度。
4.2 二苯胺可吸附在金屬表面,形成一層保護(hù)膜,這層保護(hù)膜可阻止金屬離子直接與潤滑油中的活性成分接觸,從而減弱金屬對(duì)氧化反應(yīng)的催化作用。例如在含有銅、鐵等金屬部件的潤滑系統(tǒng)中,二苯胺與金屬表面的相互作用可降低金屬離子的活性,減少因金屬催化而導(dǎo)致潤滑油快速氧化的現(xiàn)象。