紅外光譜技術(shù)在潤(rùn)滑油分析中的應(yīng)用化巖1史永剛1任連嶺2梅林1（1重慶后勤工程學(xué)院，重慶400016 2總后油料研究所，北京100230）中的應(yīng)用。

　　光譜9中光譜和和遠(yuǎn)光譜。通常聽(tīng)外blisl油品=分監(jiān)厲紅外光譜技術(shù)是光譜測(cè)量技術(shù)、化學(xué)計(jì)量技術(shù)與基礎(chǔ)測(cè)試技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將紅外光譜所反映的物態(tài)信息采用化學(xué)計(jì)量技術(shù)建立校正模型，然后通過(guò)測(cè)定未知樣品的光譜來(lái)快速預(yù)測(cè)其組成或性質(zhì)的分析技術(shù)111.在樣品的紅外光譜圖上，可以根據(jù)吸收峰的位置和形狀來(lái)推斷未知物的分子結(jié)構(gòu)，依照特征吸收峰的強(qiáng)度來(lái)測(cè)定混合物中各種物質(zhì)的含量；利用紅外光譜技術(shù)分析油樣中有機(jī)化合物的基團(tuán)結(jié)構(gòu)，通過(guò)比較新，舊油的紅外吸收峰的峰位與峰高，可定性與定量檢測(cè)基礎(chǔ)油與添加劑組分是否發(fā)生了化學(xué)變化，以及變化的類型與程度；利用紅外光譜技術(shù)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油的衰變過(guò)程以及控制其他外來(lái)有害物質(zhì)；利用紅外光譜的油分析軟件可定量測(cè)試在用油的氧化值、硫化值、硝化值、積炭、水、乙二醇、燃油稀釋度等參數(shù)；通過(guò)對(duì)譜圖分析，結(jié)合各參數(shù)的數(shù)值，可獲得油樣品質(zhì)變化方面的信息。

　　紅外光譜技術(shù)測(cè)試石油產(chǎn)品性能指標(biāo)是近年發(fā)展起來(lái)的一種快速分析技術(shù)，該技術(shù)涉及石油產(chǎn)品性能、檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、化學(xué)計(jì)量學(xué)、儀器制造等多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，是一項(xiàng)綜合技術(shù)。

　　1紅外光譜分析技術(shù)的發(fā)展物質(zhì)經(jīng)紅外輻射照射后，因分子振動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化而吸收產(chǎn)生的紅外輻射，形成帶有物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組成特征的紅外吸收光譜。紅外光譜分為近紅外光譜都指中紅外光譜，分子在中紅外區(qū)域的吸收是由分子在相鄰振動(dòng)能級(jí)之間的躍遷形成的。中紅外光譜技術(shù)在光譜所含信息量，對(duì)不同油品檢測(cè)的適應(yīng)性等方面都具有更好的優(yōu)越性121. 1.1紅外光譜的技術(shù)特點(diǎn)紅外光譜所含信息量豐富，能夠獲得油品的質(zhì)量和性能信息，對(duì)不同油品有良好的適應(yīng)性。紅夕卜光譜數(shù)據(jù)庫(kù)便于維護(hù)、能夠獲得可靠的檢測(cè)結(jié)果，適合快速檢測(cè)油品的質(zhì)量和性能。由于紅外光譜所具有的優(yōu)點(diǎn)，成為油品快速檢測(cè)的首選技術(shù)。

　　紅外光譜分析的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：（）掃描速度快可在全掃描時(shí)間內(nèi)同時(shí)測(cè)定所有頻率的信息，一般只要幾秒鐘，因此，它可用于測(cè)定不穩(wěn)定物質(zhì)的紅外光譜；強(qiáng)度高具有極高的靈敏度和很高的分辨信息量大對(duì)樣品的細(xì)微組成變化均有反映；譜帶窄一種或一類物質(zhì)有其對(duì)應(yīng)的特征吸收峰，信息品質(zhì)好，容易識(shí)別。

　　紅外光譜可以直接依據(jù)各組分獨(dú)立的吸收峰基金項(xiàng)目：后勤工程學(xué)院院青年基金資助項(xiàng)目，編號(hào)：YQ07來(lái)定量測(cè)定油品的組分，準(zhǔn)確性和重復(fù)性均很高，可以同經(jīng)典的ASTM直接測(cè)試方法相媲美。

　　1.2紅外光譜儀紅外光譜儀是一種對(duì)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分進(jìn)行定性的分析工具。紅外光譜用于研究化學(xué)問(wèn)題始于20世紀(jì)20年代，但一直到1947年世界上第一臺(tái)實(shí)用的雙光束自動(dòng)記錄紅外分光光度計(jì)投入使用后，儀器制造技術(shù)上的困難才逐漸得到解決，于是這一分析工具就日益被推廣應(yīng)用。到了20世紀(jì)70年代，由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和快速傅立葉變換技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了采用傅立葉變換的紅外分光光度計(jì)（FTTR），它具有記錄速度快，光通量大，分辨率高，偏振特性小以及可累積多次掃描后再進(jìn)行記錄，并可以與氣相色譜聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)，使這一分析工具的作用更大了。

　　紅外光譜主要有色散型紅外光譜儀和Fourier（傅立葉）變換紅外光譜儀，當(dāng)前所使用的紅外光譜儀幾乎都是傅立葉變換型紅外光譜儀。

　　現(xiàn)代紅外光譜儀朝著高精度、多功能以及同其它測(cè)試方法（如熱分析、氣相色譜、液相色譜等）聯(lián)機(jī)的方向發(fā)展。由于物質(zhì)紅外吸收光譜的特征性和儀器技術(shù)的進(jìn)步，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，紅外吸收光譜在油品分析中得到了廣泛的應(yīng)用，先后出現(xiàn)了燃料油紅外分析儀和紅外潤(rùn)滑油分析儀，極大地推動(dòng)了油品質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定技術(shù)的進(jìn)步。

　　2紅外光譜技術(shù)在油品分析中的應(yīng)用2.1定性定量分析紅外光譜可以測(cè)定汽油中芳烴、烯烴、飽和烴以及含氧化合物等多種組分，其中對(duì)含氧化合物的測(cè)定具有一定代表性3.甲基叔丁基醚（MTBE）和低碳醇被廣泛地加入汽油中以提高辛烷值，但是，由于腐蝕和環(huán)保的要求，其含量需要嚴(yán)格限制。因此，準(zhǔn)確測(cè)定甲基叔丁基醚（MTBE）和低碳醇在汽油中的含量十分重要。目前，ASTMD4815規(guī)定用氧化合物的含量，該方法需要復(fù)雜的色譜柱分離系統(tǒng)，操作繁瑣。利用傅立葉紅外光譜技術(shù)則可以在不需要對(duì)樣品進(jìn)行分離的條件下，簡(jiǎn)便迅速地完成測(cè)試。由于醇、醚類的C一O振動(dòng)吸收峰位于中紅外1300cm*1 ~810cm*1區(qū)域，利用最小二乘法建立校正模型后，可以十分便捷地測(cè)定汽油中9種含氧化合物的含量。與此同時(shí)，紅外光譜在潤(rùn)滑油添加劑定量測(cè)定方面取得了一定進(jìn)展，目前，紅外光譜可以直接測(cè)定潤(rùn)滑油中抗氧劑、清凈分散劑、抗磨劑等添加劑的種類和含量。

　　2.2油品理化指標(biāo)快速測(cè)定紅外光譜技術(shù)在未知樣品的分析方面占有明顯優(yōu)勢(shì)。紅外光譜儀不僅可以用已有的模型對(duì)樣品的種類及性能指標(biāo)進(jìn)行快速測(cè)定，還可以基于油品組成與性能指標(biāo)的相關(guān)性，測(cè)定未知樣品的主要性質(zhì)，從而快速認(rèn)定油品的種類及質(zhì)量指標(biāo)。

　　研究表明，油品的粘度與其紅外光譜信息之間有良好的相關(guān)性；油品羰基峰的吸收值變化與其酸值的變化規(guī)律一致；紅外光譜測(cè)得的總堿值與傳統(tǒng)方法測(cè)得的總堿值在新油中的相關(guān)性好。對(duì)于在用油，能反映添加劑的作用和效果，因?yàn)橛脗鹘y(tǒng)電位滴定法測(cè)定的是油中剩余抗氧劑的含量，而油品在使用過(guò)程中，由于受到自身氧化產(chǎn)物和外部污染方面的影響，并不是所有抗氧劑都能真正發(fā)揮作用。紅外光譜利用化學(xué)反應(yīng)，模擬油品在使用過(guò)程中的酸堿中和環(huán)境，可以直接測(cè)出油品中能夠參與作用的活性抗氧劑的含量。國(guó)外利用紅外光譜技術(shù)，將化學(xué)反應(yīng)與紅外差譜技術(shù)結(jié)合起來(lái)，探索建立了一系列直接測(cè)定潤(rùn)滑油總酸值、總堿值和水分等理化指標(biāo)的紅外分析方法，將需要分析的，不確定的官能團(tuán)吸收峰轉(zhuǎn)換為已知化合物的吸收峰，然后應(yīng)用紅外差譜技術(shù)進(jìn)行定量測(cè)試。

　　2.3在用發(fā)動(dòng)機(jī)油質(zhì)量監(jiān)控氣相色厲測(cè)：定汽油中在內(nèi)的9種含blisl況實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換可預(yù)知性維修幫漏品使用bookmark2紅外光譜技術(shù)在監(jiān)測(cè)在用油質(zhì)量及發(fā)動(dòng)機(jī)工化巖等。紅外光譜技術(shù)在潤(rùn)滑油分析中的應(yīng)用壽命，避免發(fā)動(dòng)機(jī)故障方面可發(fā)揮重要作用。實(shí)際應(yīng)用中，借助于紅外光譜儀監(jiān)測(cè)新油與在用油的特定波數(shù)所對(duì)應(yīng)的吸光度譜線峰位的差譜，定量地監(jiān)測(cè)油品使用中有機(jī)化合物的污染影響程度14.紅外光譜能夠充分測(cè)試油品在使用過(guò)程中發(fā)生的各種變化，測(cè)試方法分直接分析法和差譜法。直接分析法指直接測(cè)定紅外光譜，測(cè)定特定波長(zhǎng)處的吸光度或特定波長(zhǎng)區(qū)域的面積，通過(guò)吸光度或面積來(lái)考察潤(rùn)滑油狀態(tài)變化。差譜法指將測(cè)定的光譜與標(biāo)準(zhǔn)油（新油）的光譜進(jìn)行差減，得到差譜，測(cè)定差譜中特定波長(zhǎng)處的吸光度或特定波長(zhǎng)區(qū)域的面積，通過(guò)吸光度或面積來(lái)考察潤(rùn)滑油狀態(tài)。

　　目前，紅外光譜對(duì)在用油的分析技術(shù)已經(jīng)比較成熟，利用紅外光譜監(jiān)測(cè)在用潤(rùn)滑油的質(zhì)量變化已經(jīng)列為標(biāo)準(zhǔn)方法（ASTME 2412?04）。與傳統(tǒng)的理化參數(shù)相比，紅外測(cè)試參數(shù)更本質(zhì)地反映了油品的變化特征和變化原因，因此它在在用油的分析方面得到了最為廣泛和成熟的應(yīng)用15. 3結(jié)束語(yǔ)紅外光譜分析技術(shù)是一種應(yīng)用最為廣泛的定性定量分析技術(shù)是當(dāng)今世界上進(jìn)行油品性能快速測(cè)試的先進(jìn)技術(shù)，目前，國(guó)內(nèi)開(kāi)展紅外光譜分析測(cè)試油品性能的研究較多，已經(jīng)取得一些研究成果。

　　隨著紅外光譜技術(shù)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用，將極大提高油品的分析速度和自動(dòng)化水平，對(duì)于油品的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

作者：佚名　　來(lái)源：中國(guó)潤(rùn)滑油網(wǎng)