發(fā)動機使過程中會產(chǎn)生煙炱進人潤滑油體系，導(dǎo)致潤滑油性能下降油路阻塞甚至機械部件損壞，通過在工業(yè)潤滑油加人分散劑阻止煙炱顆?；头N用橫最多的類添加劑，對其，作機理的研究具有，要的現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)添加劑的開發(fā)設(shè)計需要巨額的測試評定和臺架實驗費用，并讓潤滑油中雜，對分散劑的作用機理難以給出滿意的解釋，這使得分散劑的設(shè)計具有主觀性和盲，性相比較而，計算機模擬方法，以有效研究物質(zhì)間的相互作用以及體系的非平衡態(tài)演化過程，縮短開發(fā)周期。

　　模擬的目的在于解復(fù)雜體系分子結(jié)構(gòu)或介觀結(jié)構(gòu)與體系宏觀物理化學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系，從而為設(shè)計新產(chǎn)品或改進產(chǎn)品性能提供理論的指導(dǎo)。

　　潤滑油煙炱分散劑體系是個復(fù)雜體系。

　　這是出干潤滑油基礎(chǔ)油是由多種烷烴或芳烴組成的混合物，煙炱的成分和結(jié)構(gòu)不確定，在分散劑的作用下，混合物體系會形成微觀有序的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，對這樣考慮研究方法的選擇；模型化合物的選擇；分散性能的定義；模擬參數(shù)的計算。

　　1研究方法的選擇分子模擬介觀模擬和宏觀熱力學(xué)在不同尺度建了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究方法，每種方法有其特定力學(xué)方法對于些相對簡單的體系十分有效，可以比較精確地計算原子分子之間的相互作用，缺點娃計算量非常大。宏觀熱力學(xué)建立在相概念的基礎(chǔ)上，對均相多相體系分，效，對目前工業(yè)廣為應(yīng)用的高分子膠體乳液凝膠等體系卻有定基金資助國家自然科學(xué)基金資助項目20273075，20221603，20303022于介觀尺度，而使相的概念趨于模糊，所建熱力學(xué)模沏的理論基礎(chǔ)趨于薄弱。分子動力學(xué)對于這樣規(guī)模的體系山于其叵大的計算量完仝無能為力。為此，近年來，適用于介觀體系的模擬方法發(fā)展迅速。

　　目前常用的介觀模擬方法包括耗散粒子動力學(xué)3此63，記16，仙13，簡稱00和密度泛函平均場理論簡稱胗68其中00是綜合了分子動力學(xué)和宏觀流體力學(xué)理論的種新方法，該方法既反映了體系中物質(zhì)間的微觀相力作用，又體現(xiàn)了物質(zhì)團簇的流體力學(xué)行為，可以達高分子體系大規(guī)模閉族之間的相作用。

　　所形成的介觀結(jié)構(gòu)包含的原子數(shù)非常多，應(yīng)用分子模擬方法考察體系性質(zhì)仍然是不現(xiàn)實的，而介觀模擬方法則可能更加有效。于00方法已成功地應(yīng)用于膠體高分子體系，本文也擬采用該方法進行研究。

　　2模型化合物的選擇選擇模型化合物代替體系中實際物質(zhì)的目的，是為了簡化物質(zhì)結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，忽略與體系性質(zhì)無關(guān)的因素。是為了滿足模擬汁算必須給出明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)的要求。選擇模型化合物的般標(biāo)準(zhǔn)是應(yīng)該使模型物質(zhì)的某種性質(zhì)與實際物質(zhì)相近，這種性質(zhì)通常對該物質(zhì)在體系中的行為起決定作用。

　　潤滑油煙炱分散劑體系中主要包括類物質(zhì)基礎(chǔ)潤滑油分散劑和煙貪，他們都需要在00模擬中給出模型化合物。基礎(chǔ)潤滑油主要由碳原子數(shù)為20，40左右的各種烴類混合而成，可以看作是具，多分散性的烴鏈。在，1模擬中可以用單珠子作為其模型化合物。分散劑由極性基團構(gòu)成的極性端和由聚烯烴類，分子鏈構(gòu)成的非極性鏈兩部分組成，為簡化起，可以用個珠子分散劑的極性端，而非極性鏈則根據(jù)聚合物聚合度的不同，用不同數(shù)目的珠子組成的線形鏈衣。煙炱主要是含碳物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)不明確，成分非常復(fù)雜。許多學(xué)者對此進行了大量的研究，認(rèn)為煙炱的結(jié)構(gòu)與碳黑相近，是種尤定形石墨的亂堆結(jié)構(gòu)，其面隨機分布，各種極性基團，與分散劑的極性端會發(fā)生比較強生在整個煙炱面，采用單珠子組成煙炱的模增化合物。考慮到煙炱的尺寸較大，具有立體結(jié)構(gòu)，閃此采用帶支鏈的非線形聚合物作為其模型化合物。

　　3分散性能的定義在匯程實驗上，由于發(fā)現(xiàn)煙炱聚集會增加潤滑油的粘度，因此常常通過測量潤滑油的相對粘度來度量分散劑的分散性能，相對粘度越小，則明分散性能越好。準(zhǔn)確地說，分散性能并+存在明確的物理指標(biāo)與其對應(yīng)，實驗測定的具體物理指標(biāo)往往是分散性能的種綜合體現(xiàn)，并沒有絕對的意義。在計算中，同樣需要個物理指標(biāo)來綜合達分散性能這概念。對掃描電鏡照片的分析反映出煙炱顆粒大小與分散性能，定的對應(yīng)關(guān)系，因此可以認(rèn)為煙炱的聚集尺寸能夠有效地達分散性能，這也是，可以直接計算得到的個物理量。潤滑油體系在分散劑作用下，會形成特定的煙炱膠束。

　　聚集的煙炱形成膠束內(nèi)核，煙炱的面分布著分散劑的極性端，非極性鏈和基礎(chǔ)油形成了膠束外圮。

　　由于煙炱大小膠，內(nèi)核的煙炱數(shù)量有關(guān)，因此可以將呼均每個膠，內(nèi)核包含的煙炱鏈數(shù)作為分散性能的度量。

　　4模擬參數(shù)的獲取，中最重要的模擬參數(shù)是代不同物質(zhì)的珠子間的相互作刖參數(shù)，該參數(shù)，7啤耶理論的參數(shù)成止比關(guān)系。因此參數(shù)0的獲取就是參數(shù)的獲取。通常參數(shù)可以通過實驗方法或計算方法得到=由于，些物質(zhì)之間的參數(shù)沒有實驗數(shù)據(jù)，這時可以采用屬于分子模擬方法的BLEN方法獲取。BLEND方法結(jié)合了改進的Flry叫1理論和分子模擬技術(shù)，1以快速計算高分子單體之間的相力作用參數(shù)并預(yù)測元體系的共混行為。為考察分散劑極性端對分散性能的影響，可以將極性端勹煙炱的相互作用參數(shù)和極性端與潤滑油的相互作用參數(shù)設(shè)為考察變量。

　　5模擬方案與結(jié)果分析分散劑是由極性端和非極性鏈兩部分連接而成用量非極性鏈與極性端的連接方式非極性鏈與潤滑油的相互作用等因桌都會對分散性能產(chǎn)生定影響。本文對這些因素對分散性能的影響進行了，1少的模擬計算。模擬結(jié)果明極性增大會使，降低，分散性能變好。極性端極性增強，意味著極性端易與煙炱緊密吸附，有利于形成穩(wěn)定的膠束結(jié)構(gòu)，從而使1分散性能提高；分散劑非極性鏈存在著個最佳鏈長?？赡艿慕忉屖钱?dāng)非極性鏈較短時，形成的膠束外層結(jié)構(gòu)不夠致密，難以有效阻礙煙炱顆粒的相互接觸。隨鏈的逐漸增長，膠，外層逐漸致密，阻礙煙炱聚集的能力增強，但膠束外層的鏈之間長的存在；模擬結(jié)果，分散劑在低濃度時對煙炱有很，的分散效率，而在達到定濃度俏后，分散能力的增加就很有限了。實際使用中，應(yīng)該在分散性能的提高和添加分散劑的經(jīng)濟性方面做個權(quán)衡。

　　這模擬結(jié)果與實驗現(xiàn)象完全吻合；當(dāng)非極性鏈與潤滑油的親和力較強時，形成的膠束結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分散性能較好，非極性鏈與潤滑油的相互作用減弱時，形成的膠，的穩(wěn)記性變差，分散性能隨之降低，3潤滑油成為分散劑非極性鏈的不良溶劑時，非極性鏈與潤滑油的親和力變得很弱，膠束結(jié)構(gòu)被破壞，使得分散性能急劇下降。這模擬結(jié)果符合打。！7叫似高分子溶液，論模擬結(jié)果經(jīng)與實驗結(jié)果的對比口以說明者定件致，模型的設(shè)置存在定的合理件。

作者：佚名　　來源：中國潤滑油網(wǎng)