柴油抗磨劑分子的極性基團(tuán)對(duì)其抗磨性能的影響

李 妍，龍 軍，趙 毅，藺建民，黃燕民，周 涵

(中國石化石油化工科學(xué)研究院，北京 100083)

隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)苛，柴油低硫化成為必然趨勢(shì)。但是，在柴油脫硫過程中也會(huì)脫除一些天然的潤滑性組分，使得某些以柴油為潤滑劑的發(fā)動(dòng)機(jī)部件磨損加劇[1]。為此，通常需要添加柴油潤滑性改進(jìn)劑(又稱柴油抗磨劑)來提高柴油的潤滑性能、減少發(fā)動(dòng)機(jī)組件的磨損。

常用的柴油抗磨劑主要有脂肪酸及其酯類衍生物兩大類。通常認(rèn)為潤滑劑之所以可以起到潤滑作用，主要是因?yàn)槠淇稍谀Σ帘砻嫔闲纬煞€(wěn)定的潤滑膜，從而以潤滑膜中分子間的內(nèi)摩擦代替摩擦副的干摩擦[2]。而柴油中的抗磨劑所含的極性官能團(tuán)能與摩擦表面產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用，其所構(gòu)成的潤滑膜吸附更穩(wěn)定，因而可改善柴油的潤滑性能。鑒于抗磨劑分子在摩擦表面較強(qiáng)的吸附能力是其形成潤滑膜并進(jìn)一步減少磨損的前提，故以往的柴油抗磨劑設(shè)計(jì)開發(fā)工作多是關(guān)注如何提高抗磨劑在摩擦表面上的吸附能力，尤其關(guān)注抗磨劑極性官能團(tuán)的化學(xué)吸附能力[3-5]。

然而，在抗磨劑發(fā)揮潤滑作用的過程中，除了抗磨劑分子與摩擦表面間存在吸附作用外，抗磨劑分子間也存在相互作用?？鼓┓肿游侥芰?qiáng)有利于潤滑膜的形成以及穩(wěn)定吸附，而抗磨劑分子間的相互作用能力與潤滑膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗剪切能力密切相關(guān)[6]。這兩種相互作用同時(shí)存在，共同影響最終的抗磨性能。因而，在試圖改變抗磨劑分子極性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)以提升其抗磨性能時(shí)，有必要同時(shí)考察抗磨劑分子極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)抗磨劑分子吸附作用以及分子間相互作用的影響。

本研究采用分子模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究脂肪酸及其酯類衍生物在摩擦副表面的吸附能及分子間相互作用能隨極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，旨在更深入地理解脂肪酸及其酯類衍生物形成吸附潤滑膜并發(fā)揮潤滑作用的微觀過程，并進(jìn)一步明確影響抗磨劑分子抗磨效果的關(guān)鍵因素及其影響規(guī)律，為高效抗磨劑的設(shè)計(jì)開發(fā)提供理論支持。

1 研究方法

1.1 柴油抗磨劑的抗磨性能評(píng)價(jià)

依據(jù)ISO12156-1[7]方法，采用高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)(HFRR)進(jìn)行柴油潤滑性能評(píng)定。所用試驗(yàn)機(jī)摩擦組件的摩擦形式如圖1[8]所示。

圖1 高頻往復(fù)試驗(yàn)?zāi)Σ敛考哪Σ列问?/p>

經(jīng)校正后，以摩擦后鋼球表面磨斑直徑(WSD)作為柴油潤滑性評(píng)定值。試驗(yàn)所用的柴油，在不添加抗磨劑時(shí)，測(cè)得的鋼球磨斑直徑為650 μm。

對(duì)于加入抗磨劑的柴油，添加量為200μg/g，測(cè)試得到的鋼球磨斑直徑越小，表示所加抗磨劑的抗磨性能越好。所采用的抗磨劑如表1所示。

表1 抗磨劑模型化合物

1.2 柴油抗磨劑分子的潤滑過程模擬

1.2.1模型的構(gòu)建根據(jù)柴油潤滑的工況，通常認(rèn)為柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤滑狀態(tài)屬于邊界潤滑[9]。因此，本研究構(gòu)建了如圖2所示的抗磨劑分子潤滑過程模型。本研究所有模擬工作均使用Materials Studio 8.0軟件。

圖2 模擬抗磨劑潤滑過程的初始結(jié)構(gòu)示意

初始結(jié)構(gòu)的構(gòu)建：采用Amorphous Cell模塊，構(gòu)建密度為0.6 g/cm3的抗磨劑分子層(分子數(shù)為N)，并采用Forcite模塊、NPT系綜，對(duì)該抗磨劑分子層進(jìn)行500 ps的分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算，平衡體系的密度，再根據(jù)平衡后的密度重新構(gòu)建抗磨劑分子層。利用Build surface功能構(gòu)建鐵晶體表面形貌重要性較高的Fe(110)面作為摩擦表面的模型，并用build layers功能將抗磨劑分子層與Fe(110)面組合成圖2中的初始結(jié)構(gòu)。所有涉及分子動(dòng)力學(xué)的計(jì)算均采用compass力場(chǎng)，精度為fine，靜電相互作用能以及范德華相互作用能的加和方法均為Ewald。

1.2.2物理吸附能的計(jì)算采用Forcite模塊、NVT系綜，對(duì)圖2中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行1 000 ps、剪切速率為0.1 nm/ps的Confined Shear模擬，計(jì)算所得構(gòu)象的總能量Etotal1、該構(gòu)象中抗磨劑分子層的總能量Eadsorbate以及該構(gòu)象中兩Fe(110)面的總能量EFe(110)，則平均一個(gè)抗磨劑分子與摩擦表面間的相互作用能為：Ea-1=[Etotal1-(Eadsorbate+EFe(110))]/N。Ea-1越低，表明抗磨劑分子的物理吸附能力越強(qiáng)，其越易在摩擦表面吸附，且吸附得越穩(wěn)定。

化學(xué)吸附能的計(jì)算：抗磨劑分子在鐵表面的化學(xué)吸附作用，實(shí)質(zhì)上是分子中的雜原子向鐵原子半空的d軌道提供孤對(duì)電子形成配位鍵。為了簡化計(jì)算，本研究以烴基鏈碳數(shù)為5的脂肪酸及其酯類衍生物作為抗磨劑的分子模型，采用Dmol3模塊考察模型分子與單個(gè)金屬鐵原子的化學(xué)相互作用。結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及能量計(jì)算均選用DND基組、GGA-PW91函數(shù)，收斂精度為：能量0.05 kJ/mol、受力1012N、位移5×10-13m。根據(jù)頻率分析優(yōu)化構(gòu)型，無虛頻則說明優(yōu)化后結(jié)構(gòu)為體系的能量最低構(gòu)型。該能量最低構(gòu)型的總能量、抗磨劑分子的能量以及鐵原子的能量分別為Etotal2，Emolecule，EFe，則一個(gè)抗磨劑分子的化學(xué)吸附能為：Ea-2=Etotal2-(Emolecule+EFe)。

1.2.3抗磨劑分子間相互作用能的計(jì)算以Confined Shear模擬所得構(gòu)象中抗磨劑分子層為初始結(jié)構(gòu)，采用Forcite模塊，進(jìn)行內(nèi)聚能Ecoh計(jì)算，則抗磨劑分子間的平均相互作用能為：Einter=-Ecoh/N，其中范德華相互作用能記為Einter-1、靜電相互作用能記為Einter-2。Einter越低，表明抗磨劑構(gòu)成潤滑膜后，分子間相互結(jié)合的越緊密、潤滑膜的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。

2 結(jié)果及討論

2.1 影響抗磨性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素

柴油抗磨劑分子通常由飽和或不飽和的鏈烷烴結(jié)構(gòu)(烴基)以及含N、O的極性基團(tuán)組成。烴基、極性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)、數(shù)量以及組合方式?jīng)Q定抗磨劑分子的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而決定抗磨劑的抗磨性能。在烴基以及極性基團(tuán)數(shù)量都為1，且二者線性組合的條件下，抗磨劑的抗磨性能則取決于其烴基以及極性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。

為確定抗磨劑分子的烴基與極性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)對(duì)其抗磨性能的影響程度，首先依據(jù)1.1節(jié)中柴油潤滑性能評(píng)價(jià)方法，測(cè)量加入不同結(jié)構(gòu)抗磨劑(見表1)后柴油的鋼球磨斑直徑，結(jié)果如表2～表4所示。

表2 加入烴基碳鏈長度不同的幾種抗磨劑后柴油試驗(yàn)鋼球磨斑直徑

表3 加入烴基飽和度不同的幾種抗磨劑后柴油試驗(yàn)鋼球磨斑直徑

表4 加入極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)不同的幾種抗磨劑后柴油試驗(yàn)鋼球磨斑直徑

由表2和表3可知，與未添加抗磨劑時(shí)柴油鋼球磨斑直徑650 μm相比，加入幾種脂肪酸型抗磨劑后，柴油試驗(yàn)鋼球磨斑直徑明顯降低，可見脂肪酸型的抗磨劑有較好的抗磨性能。但這幾種脂肪酸的抗磨性能差異較小，由此可知脂肪酸型抗磨劑分子烴基部分的碳鏈長度以及不飽和度對(duì)其抗磨性能的影響均較小。

由表4可知，加入棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯和棕櫚酸異丙酯后，柴油試驗(yàn)鋼球磨斑直徑幾乎沒有減小，即棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯和棕櫚酸異丙酯幾乎沒有抗磨作用；而棕櫚酸和棕櫚酸單甘油酯抗磨作用較顯著，其中棕櫚酸單甘油酯的抗磨性能最好。可見，抗磨劑極性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)是影響其抗磨性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素。

對(duì)于含不同極性基團(tuán)的抗磨劑分子，表現(xiàn)出不同抗磨性能的本質(zhì)原因，仍有待進(jìn)一步分析?？紤]到抗磨劑是通過吸附到摩擦表面來阻隔摩擦表面間的直接摩擦，從而減小磨損的，故抗磨劑分子在摩擦副表面上較強(qiáng)的吸附能力是其發(fā)揮抗磨作用的基礎(chǔ)。為探究抗磨劑分子的極性基團(tuán)是否通過影響其在摩擦表面上的吸附能力而影響最終的抗磨性能，下面對(duì)含不同極性基團(tuán)的抗磨劑分子在2個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的Fe(110)面上的化學(xué)吸附能力進(jìn)行考察。

2.2 抗磨劑分子極性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)對(duì)其吸附能力的影響

抗磨劑分子不僅可與摩擦表面發(fā)生物理吸附，其極性基團(tuán)還可發(fā)生化學(xué)吸附[3-4]。分別計(jì)算幾種含不同極性基團(tuán)的抗磨劑分子在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的Fe(110)面上的物理吸附能(Ea-1)以及極性基團(tuán)的化學(xué)吸附能(Ea-2)，結(jié)果見表5。

由表5可知，棕櫚酸、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、棕櫚酸異丙酯和棕櫚酸單甘油酯這幾種抗磨劑分子在Fe(110)面的物理吸附能均低于正十六烷的物理吸附能，表明抗磨劑分子的極性基團(tuán)使其比同碳數(shù)的正構(gòu)烷烴分子更易吸附于摩擦表面，且抗磨劑分子的原子數(shù)越多，其物理吸附能越低，抗磨劑分子越容易吸附在摩擦表面構(gòu)成潤滑膜。這是由于抗磨劑分子與Fe(110)面間的相互作用主要是范德華力，其源于抗磨劑分子電子云變形產(chǎn)生的瞬時(shí)偶極間的相互作用，分子中原子越多其電子云可發(fā)生變形的部分越多，各部分產(chǎn)生的偶極相互作用加和后所得的分子在Fe(110)面上的物理吸附作用越強(qiáng)。

表5 抗磨劑分子在Fe(110)面上的平均吸附能

1)脂肪酸及其衍生物的化學(xué)吸附主要依靠其極性部分的羰基氧與鐵原子作用，故此化學(xué)吸附能為抗磨劑分子中羰基氧與鐵原子的相互作用能。

另外，抗磨劑分子極性基團(tuán)的羰基氧含有未成對(duì)的電子，可為Fe原子半空的d軌道提供電子形成配位鍵；同時(shí)，極性基團(tuán)中存在的反鍵軌道，還可與Fe原子d軌道提供的電子形成反饋鍵[10]。形成的配位鍵和反饋鍵使抗磨劑分子的極性基團(tuán)與摩擦表面形成較強(qiáng)的化學(xué)吸附，增強(qiáng)了抗磨劑分子在摩擦表面的吸附穩(wěn)定性。將抗磨劑分子的物理吸附能與其極性基團(tuán)的化學(xué)吸附能相結(jié)合，可知棕櫚酸、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、棕櫚酸異丙酯以及棕櫚酸單甘油酯分子在Fe(110)面上總的吸附能力依次增強(qiáng)。而由表4可知，棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯以及棕櫚酸異丙酯的抗磨性能比棕櫚酸差，可見吸附能力較強(qiáng)的抗磨劑分子并不一定表現(xiàn)出更顯著的抗磨性能。抗磨劑分子中極性基團(tuán)不是僅通過影響其在Fe(110)面的吸附，還可能通過影響潤滑過程的其他環(huán)節(jié)來影響其抗磨功能。

考慮到抗磨劑分子發(fā)揮潤滑作用的過程中，抗磨劑分子與Fe(110)面間以及抗磨劑分子間同時(shí)存在相互作用，故下面對(duì)潤滑過程中幾種抗磨劑分子的分子間相互作用情況進(jìn)行考察。

2.3 抗磨劑分子極性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)對(duì)其分子間相互作用的影響

由1.2.3節(jié)的方法，分別計(jì)算在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的Fe(110)面間受摩擦的抗磨劑分子間的相互作用能(Einter)以及該相互作用能的兩個(gè)分項(xiàng)(Einter-1和Einter-2)，結(jié)果見表6。

表6 抗磨劑分子間的平均相互作用能kJ/mol

由表6可知，棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯以及棕櫚酸異丙酯的分子間相互作用能高于棕櫚酸，棕櫚酸單甘油酯的分子間相互作用能低于棕櫚酸，表明棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯以及棕櫚酸異丙酯分子構(gòu)成的潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性弱于棕櫚酸分子，而棕櫚酸單甘油酯分子構(gòu)成的潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)于棕櫚酸，此規(guī)律與“棕櫚酸甲酯、乙酯以及異丙酯抗磨性能比棕櫚酸差，棕櫚酸單甘油酯的抗磨性能比棕櫚酸好”基本一致。由此推測(cè)，抗磨劑分子要表現(xiàn)出較顯著的抗磨性能，可能需要其極性基團(tuán)能同時(shí)保證抗磨劑分子具有較強(qiáng)的吸附能力和分子間相互作用能力，即需要保證潤滑膜具有較強(qiáng)的吸附穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這可能是因?yàn)檩^強(qiáng)的分子間相互作用不僅有利于抗磨劑分子在摩擦表面聚集、促進(jìn)潤滑膜的形成，還有利于潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使其不易被剪切力破壞。

進(jìn)一步分析表6中抗磨劑分子間的相互作用能可知，含不同極性基團(tuán)的抗磨劑分子，其分子間相互作用能的差異主要來自于靜電相互作用能的部分。增強(qiáng)抗磨劑分子間的靜電相互作用，有利于提高潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而提升其抗磨性能。從靜電相互作用是正負(fù)電荷間相互作用這一本質(zhì)出發(fā)，抗磨劑分子表面同時(shí)具有面積較大的顯正電性和顯負(fù)電性的區(qū)域，更利于分子間產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電相互作用，且抗磨劑分子表面可發(fā)生靜電相互作用的這些區(qū)域所帶的電荷較多，產(chǎn)生的靜電相互作用較強(qiáng)。表7所示為帶正電荷的原子的溶劑可及表面積之和(PPSA)及帶負(fù)電荷的原子的溶劑可及表面積之和(PNSA)。

表7 帶正電荷的原子的溶劑可及表面積之和及帶負(fù)電荷的原子的溶劑可及表面積之和 nm2

由表7可以看出：抗磨劑分子的PPSA都較大，可見限制其分子間發(fā)生靜電相互作用面積的主要是PNSA，故增加抗磨劑分子表面帶負(fù)電荷的區(qū)域的面積有利于增強(qiáng)分子間的靜電相互作用；棕櫚酸單甘油酯分子的PNSA最大，因而其分子間靜電相互作用更強(qiáng)，其次是棕櫚酸，而PNSA較小的棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯以及棕櫚酸異丙酯的分子間靜電相互作用最弱。由此推測(cè)，在抗磨劑分子中引入電負(fù)性較強(qiáng)的原子且這些原子與體積較小的原子或基團(tuán)相連，使其盡可能裸露在分子表面，有利于增加抗磨劑分子的PNSA以及分子表面所帶的負(fù)電荷量?？傮w而言，引入滿足以上要求的基團(tuán)，如—OH，有利于增強(qiáng)抗磨劑分子間的靜電相互作用。

綜合抗磨劑分子的吸附能以及分子間相互作用能與其抗磨性能的關(guān)系，推測(cè)當(dāng)抗磨劑分子在摩擦表面的物理及化學(xué)吸附能力達(dá)到一定程度后，其抗磨性能的差異主要由其分子間相互作用的強(qiáng)弱決定?？鼓┓肿拥臉O性基團(tuán)主要通過影響抗磨劑分子間的靜電相互作用，進(jìn)而影響潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在抗磨劑分子烴基部分結(jié)構(gòu)一定的情況下，引入能增強(qiáng)分子間靜電相互作用的極性基團(tuán)，有利于提高抗磨劑分子構(gòu)成的潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提升抗磨劑的抗磨性能。

2.4 在抗磨劑分子引入—OH對(duì)其抗磨性能的影響

如上所述，引入電負(fù)性較強(qiáng)的原子構(gòu)成的基團(tuán)，如—OH等，有望增強(qiáng)抗磨劑的化學(xué)吸附能力以及分子間的靜電相互作用，理論上有利于增強(qiáng)抗磨劑的抗磨性能。為驗(yàn)證以上觀點(diǎn)，在油酸中引入—OH，在1-十六醇中引入—OH，考察在抗磨劑分子的不同位置引入—OH對(duì)其抗磨性能的影響，結(jié)果見表8。

由表8中鋼球磨斑直徑數(shù)據(jù)可知：在油酸中引入—OH，所得的蓖麻油酸的抗磨性能未明顯提高；但在1-十六醇中引入—OH，所得的1，2-十六烷二醇的抗磨性能顯著提升，有利于潤滑膜的形成及穩(wěn)定?？梢?，在抗磨劑分子中的不同位置引入—OH，對(duì)其抗磨性能的影響是不同的。

表8 在抗磨劑分子的不同位置引入—OH對(duì)其抗磨性能的影響

1)油酸及蓖麻油酸中—COOH的化學(xué)吸附能，均由戊酸的—COOH(主要是羰基氧)與鐵原子間的相互作用模型計(jì)算而得。2)蓖麻油酸烴基鏈中—OH的化學(xué)吸附能，由4-庚醇的—OH與鐵原子的相互作用模型計(jì)算而得。3)1-十六醇分子中—OH的化學(xué)吸附能，由1-戊醇羥基氧與鐵原子的相互作用模型計(jì)算而得。4)1，2-十六烷二醇分子中端位—OH的化學(xué)吸附能，由1，2-戊二醇端位羥基氧與鐵原子的相互作用模型計(jì)算而得。5)1，2-十六烷二醇分子中2位—OH的化學(xué)吸附能，由1，2-戊二醇2位羥基氧與鐵原子的相互作用模型計(jì)算而得。

結(jié)合表8中相關(guān)能量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)新引入的—OH使抗磨劑分子的物理吸附能以及分子間靜電相互作用能均降低，即使其物理吸附力以及分子間結(jié)合能力均有所提升。但由蓖麻油酸的分子間范德華相互作用能明顯高于油酸，而1-十六醇與1，2-十六烷二醇的范德華相互作用能差異較小可知，在烴基鏈中引入—OH可能會(huì)使抗磨劑分子烴基鏈間的相互作用減弱，膜的致密性降低。

從抗磨劑分子的化學(xué)吸附數(shù)據(jù)來看，在1-十六醇的極性部分新引入的—OH表現(xiàn)出比原—OH更強(qiáng)的化學(xué)吸附能力，且對(duì)原—OH的化學(xué)吸附能力無不利影響?？紤]到—OH的體積較小、空間位阻較小，在發(fā)生化學(xué)吸附后應(yīng)不會(huì)對(duì)原—OH與其他抗磨劑分子的—OH形成氫鍵產(chǎn)生明顯阻礙作用。綜合來看，新引入的—OH可同時(shí)提升1-十六醇潤滑膜的吸附穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。而在烴基鏈中引入的—OH的化學(xué)吸附能力弱于油酸分子原化學(xué)吸附基團(tuán)—COOH，對(duì)提升油酸的化學(xué)吸附能力無明顯貢獻(xiàn)。

以上研究表明，在增強(qiáng)抗磨劑吸附能力(尤其是化學(xué)吸附能力)的基礎(chǔ)上，再提高分子間結(jié)合能力有利于提高抗磨劑的抗磨性能。在抗磨劑分子極性部分引入—OH，可增強(qiáng)抗磨劑分子的吸附能力以及分子的結(jié)合能力，提高潤滑膜的吸附穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并保證潤滑膜的結(jié)構(gòu)的致密性，可顯著地提升其抗磨性能。

3 結(jié) 論

(1)不同結(jié)構(gòu)柴油抗磨劑分子的抗磨性能評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表明，柴油抗磨劑分子中極性部分的結(jié)構(gòu)是影響其抗磨性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素。在所考察的幾種脂肪酸及其酯類衍生物中，脂肪酸單甘油酯抗磨性能最好，其次是脂肪酸。

(2)分別計(jì)算了抗磨劑分子在潤滑過程中的吸附能以及分子間相互作用能，結(jié)果顯示：抗磨劑分子在摩擦表面具有較強(qiáng)的吸附能力，尤其是化學(xué)吸附能力，是其形成吸附潤滑膜進(jìn)而表現(xiàn)良好抗磨性能的基礎(chǔ)。

(3)構(gòu)成吸附潤滑膜的抗磨劑分子間結(jié)合得越緊密，潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強(qiáng)，越有利于發(fā)揮抗剪切作用進(jìn)而展現(xiàn)出更顯著的抗磨性能。當(dāng)烴基部分相同時(shí)，抗磨劑分子極性基團(tuán)表面帶負(fù)電荷的表面積(PNSA值)較大者，在構(gòu)成潤滑膜后分子間靜電相互作用較強(qiáng)，潤滑膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗剪切能力較強(qiáng)，其表現(xiàn)出的抗磨效果也更顯著。

(4)在原極性基團(tuán)附近增加—OH可同時(shí)顯著增強(qiáng)抗磨劑分子的吸附能力以及分子間結(jié)合能力，即增強(qiáng)吸附潤滑膜的吸附穩(wěn)定性及抗剪切能力，因而可較顯著地提升抗磨劑的抗磨性能。