作者简介：云无心，食品工程博士，《吃的真相》作者，科学松鼠会成员。“在实验室里研究做饭”以养家糊口，在媒体上介绍“吃的真相”以传播科学。

 

 

拥有汽车的人都知道，汽车最基本的保养是每隔几个月要换一次机油。机油是指发动机润滑油，它对发动机起到润滑、清洁、冷却、密封、减磨、防锈等作用。如果没有机油，发动机的磨损将大大加快，甚至难以正常运转。所以，机油被誉为“汽车的血液”。

机油的基础成分是矿物油或者合成的油。发动机内的工作环境非常“恶劣”——首先，发动机内部有许多互相摩擦的金属表面，高速运动带来很大的磨损；其次，发动机内温度变化幅度很大，刚开始是常温，发动之后可达400°C至600°C。要让润滑油在如此恶劣的环境中还能高效工作，再优质的油只靠自己也力不从心。

润滑油添加剂是指加入到基础油中，能显著改善原有性能，或赋予基础油某些新品质的化学物质。润滑油添加剂的品种很多，所起的作用也各不相同，按照其作用，可分类成清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂、摩擦改进剂、粘度指数改进剂等等。比如，发动机工作时，吸入空气的同时也会吸入一些灰尘，它们跟未完全燃烧产生的物质一起，会在气门、缸壁上形成沉积。此外，润滑油在发动机会不断发生氧反应，氧化产物也会形成沉积。这些沉积物称为“油泥”，它们不仅影响混合气的燃烧，还会造成发动机内部局部过热，甚至使活塞环粘结卡滞，使得发动机不能正常运转。抗氧化剂的加入可以减少氧化，从而减少油泥的产生；分散剂可以控制油泥的生成，中和燃烧产生的酸；而清洁剂则可以中和酸、增加油泥的溶解性，把油泥分散到油中带走。

机油的作用方式是分散成一层油膜，覆盖在部件表面。油形成膜的能力与粘度密切相关，粘度低易于形成稀薄的油膜，但太低又无法保持油膜的完整。油的粘度跟温度密切相关，温度越高，粘度越低。发动机起动时，需要润滑油粘度较低，从而形成稀薄的油膜迅速达到各个部件；而到了高温时，又不能让粘度降低太多以免破坏油膜完好。粘度指数改进剂是一些高分子化和物，它们的加入能够降低粘度对温度的敏感性，使油的粘度在更宽的温度范围内都可以形成完整稀薄的油膜。

润滑油添加剂是油品添加剂的一大类。除了用于汽车润滑油，油品添加剂还可以应用于可生物降解的油品、动力传动液、液压油、脱蜡与脱油、以及生物柴油等。除了前面所说的这些添加种类，降凝剂是另外一个重要的种类。

各种矿物油中或多或少都含有一点蜡质。当温度下降时，一些蜡质组份会从油中结晶析出，形成小晶体。随着蜡质结晶越来越多，晶体会成长成片状。 温度下降到一定程度， 这些片状晶体会结合成三维网络，油就失去了流动性。1930年代之前，人们对这种现象无可奈何。当时的一种解决方案，是在车辆的邮箱下方加热。显而易见，这种方法实在是麻烦。如果能通过添加一些物质来降低这个油品停止流动的温度，那么就方便多了。这样的添加剂就被称为“降凝剂”。

但当时没有什么好的降凝剂。直到1931年，才有一种降凝剂被合成出来，其分子中的含有线性石蜡基结构。这一进展让科学家看到了希望，更多人投身降凝固剂的研究。1937年，聚甲基丙烯酸酯成为了第一个获得专利的聚合物降凝剂。此后，多种多样的合成降凝剂开始出现，比如小分子的氯化石蜡，中或高分子量的聚合物如聚丙烯酸酯、丙烯酸苯乙烯共聚物、酯化烯烃或苯乙烯马来酸酐共聚物、烷基化聚苯乙烯和醋酸乙烯酯富马酸共聚物等等。

其实，降凝剂不会改变蜡从液体中结晶析出的温度，也不会减少蜡的结晶。它的作用在于，与的蜡质发生共结晶，从而改变蜡的结晶模式。因为蜡的晶体被降凝剂分子所阻隔， 蜡晶体就无法再形成三维结构，也就不会影响流动了。

尽管聚甲基丙烯酸酯是第一种聚合物降凝剂，发明至今已经过去了70多年，但它仍是最优秀的降凝剂产品， 在全球市场占领先的地位。