苯胺点及其在润滑油行业中的重要性

矿物基油的苯胺点是调制润滑油时的一个关键指标，尤其是在性能要求高或对这一指标敏感的应用中。它实质上反映了基础油的溶解能力——即基础油在润滑油配方中溶解添加剂或其他成分的能力如何。苯胺点越低，溶解能力越强，这对于溶解极性添加剂（如清净剂、分散剂或抗氧剂）尤为重要。 这通常是API I 类或环烷基基础油所具有的特点，并且对于某些要求添加剂加剂量高，或需要控制漆膜和沉积物的场合来说，较低的苯胺点是有益的。

另一方面，II 类和III类基础油通常具有较高的苯胺值，这意味着其溶解性较差，但氧化稳定性更好，粘度指数更高——这非常适合更现代、热稳定要求更高的配方。

对于某些工业应用，例如橡胶的塑化、润滑脂的生产以及金属加工液的制造，高溶解性是必不可少的。除了技术挑战之外，全球基础油炼化产业向更高精炼度、同时伴随溶解性更低的产品的转变给相关行业带来了重大挑战。

传统的苯胺点测定方法

了解基础油的实际苯胺点对于产品开发和来料产品质量控制至关重要。该值以°C表示，描述的是在测试条件下，化学物质苯胺保持溶解状态的最低温度。测量通常按照标准测试方法 ASTM D611 进行。测定苯胺点的测量设备由不同的供应商提供，自动化程度不尽相同。

在所有情况下，根本问题都源于化学物质苯胺本身，它有毒，会造成物理损害，被认为可能致癌，而且对环境极为不利。总之，这是一种每个操作人员都尽量避免的物质。根据不同的方法，一次测定需要 20 至 60 分钟，包括样品准备。

用FTIR红外光谱估计苯胺点的新方法

傅里叶变换红外光谱（FTIR）测量在润滑油行业中被广泛应用，因为这种方法能够对新的和使用过的润滑油进行快速、无损且详尽的化学分析。监测老化和污染情况通常也是人们关注的重点，同时还需要确定添加剂的存在情况以及其消耗程度。

FTIR的工作原理是让红外光穿过 样品，测量不同波长的光被吸收的情况，从而形成一个光谱，揭示样品的分子组成。

在这种情况下，化学计量学是指使用数学和统计方法从FTIR光谱中提取所关注的化学信息，以分析润滑剂的特性和状态。该原理已被证明适用于总酸值（TAN）和总碱值（TBN）的预测。

在一个试点项目中，有可能表明，在合适的化学计量模型的支持下，可以使用FTIR估计基础油的苯胺点。

FTIR红外光谱的概念证明

作为概念验证的一部分，总共使用了30个基础油样品，其40°C运动粘度范围在8 mm²/s和115 mm²/s之间。这对应于苯胺点在70°C和105°C之间。测量使用的是ERASPEC OIL，这是来自eralytics的FTIR光谱润滑剂分析仪。

在图1中，所有测量的红外光谱都被绘制出来进行比较。很明显，没有直接的方法适用，但可以看到 某些变化，例如在650cm^-1到950cm^-1的波数范围内，但也可以在其他部分中看到。

图 1: 所有 30 个样品的透射光谱

对于当前的情况，开发了一个化学计量学多元线性回归模型（MLR）来整合不同区域的信息。图 2 展示了计算值与给定参考值（苯胺点）之间的交叉图。计算得出的校准标准误差（SEC）为 1.0°C。

图 2: 展示苯胺点实测值与预测值的交会图

根据 ASTM D611 标准（美国材料与试验协会 D611 标准），澄清色及浅色样品的重复性要求为 0.5°C，将该数值与这一要求进行对比后，得出的结果非常合理。必须考虑到的是，所有样本均在广泛的粘度范围内使用。可以推测，在进一步的研究中，其显著性水平可能会得到进一步提高。此外，还可以考虑将相应样本的密度纳入模型中，因为通常也会对其进行测定。

结论

对于润滑油和工艺油行业而言，了解基础油的苯胺点具有极其重要的意义，因为它既带来了挑战，也带来了技术发展的机遇。与通过物质苯胺的溶解性来进行的传统测定方法不同，可以通过傅里叶变换红外光谱法（FTIR）来实现另一种测定方法。

这种测量只需几分钟时间，同时还能深入揭示基础油的成分和状态。

作者：Thomas Feischl (业务发展总监) | 奥地利维也纳 eralytics GmbH 公司 | feischl@eralytics.com