压缩机油的寿命主要决定于氧化的程度和添加剂的消耗程度，而氧化程度则是最主要的因素。

　　润滑油的氧化过程，是烃类与氧作用的一个复杂过程。通过活泼的自由基（free radical）与氧作用，首先生成醇、醛、酮、酸中间物，之后，进一步氧化生成羟基酸和酯类化合物。氧化进行的结果是产物分子量不断增大，结构趋于复杂，最终形成胶质和沉淀。

　　润滑油使用中氧化有两个方向：一个是生成酸性物质（如羧基酸、羟基酸、沥青基酸等）和酯的中间产物，最终产物是碳青质。另一个方向是生成胶质、沥青质，最终产物是半油胶质。羟基酸、半胶质、沥青质酸，这些成分微溶于润滑油中，沉淀部分为粘稠物质。易附着在金属表面，高温时会转化为漆膜。沥青质、半油胶质、碳青质，则以深褐色或黑色的固体粉末状的细小微粒悬浮在油中，聚集成大颗粒时则可从油中沉淀。

　　由此可见，经过深度氧化的润滑油，内部化学成分的氧元素增多，分子量增大，由烃类化合物变成非烃类化合物；外观上颜色变深，沉淀增多，腐蚀性增大，使润滑油的使用性能下降。

　　润滑油的氧化除与自身化学组成有关外，还与使用条件有密切关系，如温度的高低、空气压力的大小和氧气分压的大小、所接触金属的催化作用的强弱等。其中，很重要的一个因素是金属的催化作用。实践证明，许多金属对润滑油的氧化都有催化作用，常用金属中，铜对润滑油的催化作用最大，特别是当有水存在时更为明显。金属催化作用的主要原因是促使过氧化物分解，生成自由基，从而加速氧化反应。

　　不同基础油氧化差异性大

　　1）加氢润滑油

　　由于氧化作用主要发生在油中的烃类，润滑界首先考虑到延缓氧化的办法，加氢就是延迟润滑油氧化趋势的手段之一。上世纪60年代末，70年代初迅速发展的加氢生产润滑油，并形成新的工艺。

　　除自由基外，过氧化物是氧化链反应的另一活性成分。过氧化物分子结构中的O-O键的键能很低，只有100~200kj/mol，很容易发生断裂，形成两个自由基，加速氧化反应。C-H键的键能比O-O键的键能高一倍，从而延缓氧化反应。并且加氢可以还原油中已被氧化的物质，降低酸值，并使油品的颜色变浅，粘度降低。Ⅱ类油是加氢和两次加氢的基础油，Ⅰ类油原来是传统工艺生产的基础油（未加氢），现已基本被淘汰。

　　2）Ⅲ类油

　　以前的Ⅲ类基础油都是以石油产品为原料经加氢异构工艺生产出Ⅲ类基础油，也称XHVI，意即超高粘度指数基础油。像昭和SHELL石油株式会社、SK、雪佛兰、埃克森美孚等都生产这种Ⅲ类油。

　　2003年卡塔尔石油公司与SHELL石油宣布，在卡塔尔的Pearl共建GTL项目，将卡塔尔北部油田海上油井生产的天然气加工成燃料油和基础油等石油产品。2011年终于在卡塔尔建成，2012年达到140万吨/年，做为GTL第一家大型工厂，由于其价格优势和性能特点，其建立标志着GTL基础油时代的开始，GTL基础油时代已在改变着世界润滑油的格局，产生一系列新的润滑油技术和产品。可见，SHELL一直是走在Ⅲ类基础油的最前端。

　　3）PAO

　　上世纪70年代，MOBIL和BP各自推出了PAO油品，埃克森美孚把PAO用于发动机油（mobil 1）而出名，API在1990年代中期，规定PAO属Ⅳ类油（原始方法生产的基础油为Ⅰ类油；加氢基础油为Ⅱ类油；加氢异构基础油为Ⅲ类油；其余合成油和不属于上述四类基础油的为Ⅴ类油）。美国国家广告部（NAD）最终裁决PAO也可冠以“合成油”的名义，但不得广告宣传其性能为最优。BP和SHELL率先用PAO制作压缩机油。2005年由于PAO油销路不是很畅通，欧洲仅有的4个生产厂中关闭了1个，仅剩3个生产厂。由于中国汽车销售猛增，进口车大多要求使用合成油，中国的PAO油市场极佳，美国人就增开了4个PAO生产厂，专门应对中国市场的需求。

　　4）酯类油

　　在API分类中划归为Ⅴ类油，其实德国人在二战时期，就把酯类油做的很好。现在高级的赛车油基本都是酯类油。此处不难理解“NAD最终裁决PAO……但不得广告宣传其性能为最优”的初衷了。

　　5）硅系润滑油和全氟润滑油

　　硅系润滑油和全氟润滑油没有烃类，不会氧化，在保持清洁度的情况下，可以无限期的使用。虽然硅系润滑油和全氟润滑油对添加剂的相容性很差，但其苯基硅油和全氟润滑油的抗磨性很优秀，尤其是全氟润滑油的密度接近2，其油膜强度也无与伦比。用全氟润滑油不仅无腐蚀，而且气量会增加5%左右。

　　硅系润滑油和全氟润滑油可用在单螺杆压缩机上，供食品，饮料，医药，甚至生产人血代血浆用，也被用在核工业中。

　　现在网上，视频上宣扬的“无氟”冰箱、空调，真实意义是全氟而不是“无氟”，是用氟取代了原来氟利昂中的氯，解决了氟利昂对臭氧层的破坏，所谓的“无氟”是无氯氟利昂，例如134A就是其一，而不是无氟粒子或无氟元素。这个偷换概念真是“玩大了”，欺骗了世界，至少是中国。

　　下面的关于空气压缩机油部分文字的引用挺有意思，我们不妨看一下一个世界闻名的化工企业关于高性能无灰型空压机油复合添加剂2030A的推介词：

　　推荐加剂量

　　l 97%二类油+2%饱和多元醇酯+1%2030A+20ppm消泡剂＝4000工作小时空气压缩机油（有降凝要求的产品需要加0.25%降凝剂）

　　l 95.5%三类油+3%饱和多元醇酯+1.5% 2030A+20ppm消泡剂＝6000工作小时空气压缩机油（有降凝要求的产品需要加0.25%降凝剂）

　　l 85%PAO+13.5%饱和多元醇酯+1.5% 2030A+20ppm消泡剂＝8000~12000工作小时空气压缩机油

　　这足可以说明一个问题：空压机油的寿命主要决定于基础油。

　　“l 97%二类油+2%饱和多元醇酯+1%2030A+20ppm消泡剂＝4000工作小时空气压缩机油”就是人们常说的较好的普通螺杆空压机油；“195.5%三类油+3%饱和多元醇酯+1.5% 2030A +20ppm消泡剂＝6000工作小时空气压缩机油”就是人们常说的半合成空压机油；而“185%PAO+13.5%饱和多元醇酯+1.5% 2030A+20ppm消泡剂＝8000~12000工作小时空气压缩机油”就是人们常说的全合成空压机油。

　　通过这个例子不难看出三类不同的空压机油的奥妙和成本差异。PAO基础油的价格约为Ⅲ类基础油的3倍。当然，成品压缩机油的价格差异也大，同一公司的PAO压缩机油是Ⅲ类压缩机油价格的4倍左右。

　　PAO（聚α－烯烃合成基础油）的特点

　　PAO具有高热氧化稳定性（热稳定性指的是在宽泛的温度区间内能保持良好的粘度指数，使得发动机能够在寒冷的天气下轻松安全启动，同时能够最大限度地在高速度和大负重下保护发动机），因合成油分子结构的特殊性使得它能够拥有更高的流动和穿透性（和矿物油比较）。它的化学稳定性指的是合成油在发动机中工作期间不会发生任何破坏其使用性能的化学变化（氧化，浸蜡等等），也就是说形成积垢和漆膜（指的是在温度非常高的表面行成的透明的，坚固的，由氧化物形成的不会熔化的薄膜）的可能性很小。

　　其优点为：

　　1、PAO粘度指数矿物高，一般都在135以上，而矿物油基础油一般在85－90，精制油基础油粘度指数一般在95左右。精制程度更高的如III类基础油的粘度指数高于120。

　　2、倾点低，低温流动性好，PAO倾点低，比矿物油具有更为优异的低温流动性。可调制很多低温要求高的油品，制成全天候润滑油。

　　3、氧化安定性好。在RBOT测试中，高品质的PAO（聚α－烯烃合成基础油）达到压降的时间是Ⅱ类加氢基础油的3～4倍，是Ⅲ类的1.5～2倍。

　　4、挥发性低。油品蒸发度高，会增加润滑油的消耗量。基础油具有低的挥发性是形成优质润滑油的一个重要因素。

　　5、优越的热安定性。PAO耐高温，分解少，其热安定性与双酯相当，优于矿物油和烷基芳烃，PAO与多元醇酯的混合油有很好的热安定性。

　　6、极佳的剪切安定性。

　　7、水解安定性好。

　　8、与矿物油相容性好。

　　9、一般与油封兼容性好。

　　缺点为：

　　1、成本比矿物油基础油高。

　　2、添加剂溶解性不好。因为添加剂能溶于酯，酯能溶于PAO，因此常常要和酯（通常是二酯和多羟基酯）调配。

　　酯类油的特点

　　酯类油是由不同结构的酸和醇反应生成的，常见酯类油有单酯、双酯、多元醇酯和复酯等。可用于螺杆空压机油的合成酯类油主要有双酯和饱和多元醇酯（三羟甲基丙烯酯/偏苯三酸酯/季戊四醇酯等）。

　　通过提炼动、植物（生物）脂肪酸和醇，制成的酯类油，具有很好的自然降解性能。

　　化学合成的酯类本来是有油性的，其它基础油（包括PAO）要通过添加剂实现这个性质。而且酯类本来的极向性可以使油膜分子黏附在金属表面，所以单论润滑性能的话，酯类是最好的。

　　双酯是指一元醇和二元脂肪酸的酯。一般是己二酸或癸二酸和c～c，的支链伯醇酯。这种与支链脂肪族醇得到的双酯具有粘度低、粘度指数高（VI130～150）、价格便宜等优点。一般100℃运动粘度为2.3~5.4mm2/s，倾点均在一60℃以下。热氧化安定性与聚α烯烃（PAO）相同。

　　多元醇酯是新戊基多元醇酯的简称，是由具有新戊基的多元醇，如三羟甲基丙烷，季戊四醇等，和一元脂肪酸酯化而成。新戊基多元醇的B位碳没有氢，所以酯的热氧化安定性好。多元醇酯由于酯基多，所以极性强，蒸发损失低，润滑性好。多元醇酯有优异的热氧化安定性和低蒸发性，可比双酯在高50~100℃的工作温度下使用。

　　酯类油在第二次世界大战时期主要用作为坦克、汽车、机枪、飞机和机车车辆用油。国外在上世纪七八十年代，酯类油开始用于压缩机。

　　1985年前后，重庆一坪公司宣布在国内最先合成出双酯，并用于冷冻机油。

　　1999年，英格索兰公司配给螺杆空压机的润滑油是聚醚压缩机油，后来该公司推出了PAO和多元醇酯为基础油的超级冷却液。

　　酯类油的特点是：

　　1、高闪点，高燃点，最高使用温度可达200℃；

　　2、良好的热氧化安定性，低挥发性；

　　3、优异的低温性能，倾点可低于-60℃；

　　4、良好的抗磨、抗擦伤和减摩节能功能；

　　5、良好的润滑性能；

　　6、良好的添加剂溶解性能；

　　7、与矿物油、聚α烯烃、聚醚、甲基苯基硅油相混溶；

　　8、无毒，优异的生物降解功能；

　　9、水解稳定性差，容易造成酯类油和添加剂水解，失效；

　　10、与橡胶的相容性差，容易使橡胶膨胀，缩短密封件的使用寿命；

　　11、有溶解涂料覆盖层的倾向。

　　由此看来，PAO与酯类油的协同使用已成为当今合成润滑油的趋势。

　　奇妙的润滑油检测技术

　　润滑油里的抗氧化剂对于油品的完全流动是很重要的，尤其是对那些暴露在热、大气与水中的润滑油。在正常工作条件下，如果没有保护性添加剂，氧化作用会明显影响润滑油的润滑性能，导致油泥和沉淀物的形成，过滤器堵塞，油品变稠，以及油品的酸度增加等。润滑油添加剂中的抗氧化剂会显著限制油品氧化，抗氧剂会在使用过程中被逐渐消耗掉。因此，必须了解在用润滑油中抗氧化剂的状态。

　　一种便携式润滑油剩余有用寿命测定仪用于测量矿物油合成烃类油酯类油与生物降解油类的抗氧化能力.。利用伏-安法技术检测油中抗氧化剂的损耗率，RULER@可定量分析新油或在用油中的抗氧化剂浓度，并通过及时补充抗氧剂延长润滑油的寿命。该仪器还可以定量引入并储存润滑油的抗氧化剂水平，以便在抗氧化剂急剧改变的非正常工况时，确认设备的故障隐患。

　　螺杆空压机使用合成油压缩空气含油量降低2ppm

　　世界一个著名的压缩机公司在2000年推销自己的螺杆空压机时说：“使用矿物油时压缩空气含油量会达到3ppm，使用合成油后，压缩空气含油量会降到1ppm”。作者在2002年，用同一台螺杆空压机做试验，经测试：使用Ⅲ类油RS32时压缩空气含油量能达到3ppm，使用合成油AS46后，压缩空气含油量会降到1ppm。其原因在作者以前的文章中有所分析。由此可见，好的合成压缩机油不仅寿命长，而且油的损耗低，压缩空气含油量也低。

　　结论

　　压缩机油的技术在不断的发生着变化，了解这些变化将会变得更会使用压缩机油，达到安全、可靠、节能和相对低消耗、低成本的效果。

　　伴随着世界润滑油新技术的发展，压缩机油必然要发生更大的变化，一种较高级别的环保型的润滑服务行业即将兴起，笔者将会在后续文章中会探讨这个趋势。