(圖片取自維基百科)
石油的最初產物,基本上都是以碳原子為中心,
藉由碳原子的4個自由基與其他4個原子或原子團結合,
而其中存在最多的又以碳-氫(C-H)為最。
潤滑油的組成是以提煉原油產出基礎油在添加各種功能添加繼而成。
基礎油即為以碳-氫(C-H)鍵結之基本組成。
前面提過潤滑脂為基礎油與皂化劑、添加劑組合而成,
所以我們使用的潤滑脂之基本組成大致上是以碳-氫(C-H)鍵結之多分子。
在有機化學裡絕大部分都是在探討碳(C)這個原子與其他原子或原子團結合產生之衍生物。
原油的結構基本上就是一長串的碳原子周圍結合氫(H)原子或其他原子。
在提煉基礎油時為純化氫原子,故使用加入氫氣的方法趕走其他非氫原子。
接著進入本文要討論之主題---全氟化潤滑脂
顧名思義,全氟化亦即將全部的氫原子改以氟原子取代。
那為何要如此作呢?
在化學週期表中氟(F)原子之原子序為7,
其代表意義為原子核周圍有7個電子,為滿足八隅體氟原子極易得到1個電子,
故其電子價為-1價。
當-1價之氟原子與提供1個電子之碳原子結合時即形成穩定之八隅體結構。
氫(H)原子原子序為1,電子價為+1價,可以提供1個電子與其他原子結合。
當氫原子的1個電子與提供1個電子之碳原子結合時也可形成穩定之分子。
這時我們要來比較C-F與C-H之鍵結強度
|
C-F |
C-H |
結構 |
八隅體 |
非八隅體 |
鍵結力名稱 |
共價鍵 |
離子鍵 |
鍵結強度 |
強 |
相對弱 |
由以上分析,基礎油中之C-H如改以C-F取代,所得之產物具有較穩定之特性。在實際應用上也證明C-F化合物具有較優之以下特性。
- 耐高溫。
- 熱穩定。
- 耐剪切力。
- 機械穩定。
- 低揮發、蒸發。
圖片引用自(3dchem.com)
再則,全氟化潤滑脂是以PFAE(Perfluoro Alkyl ethylene)為基礎油,以PTFE(Poly-tetra-fluoro-ethene)聚四氟乙烯(Teflon® ,鐵氟龍)為皂化劑調和而成之特殊潤滑脂。市面上也有以PTFE當皂化劑搭配礦物油或PAO合成油調製潤滑脂,此潤滑脂不可以歸類為全氟化潤滑脂。如果你需要的是全氟化潤滑脂,要特別留意。
全氟化潤滑脂通常應用在以下工作環境:
- 無隔熱之高溫爐。
- 真空幫浦。
- 無塵室。