紅外光譜技術(shù)在潤滑油分析中的應(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。通常聽外blisl油品=分監(jiān)厲紅外光譜技術(shù)是光譜測量技術(shù)、化學(xué)計(jì)量技術(shù)與基礎(chǔ)測試技術(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，然后通過測定未知樣品的光譜來快速預(yù)測其組成或性質(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推斷未知物的分子結(jié)構(gòu)，依照特征吸收峰的強(qiáng)度來測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)測潤滑油的衰變過程以及控制其他外來有害物質(zhì)；利用紅外光譜的油分析軟件可定量測試在用油的氧化值、硫化值、硝化值、積炭、水、乙二醇、燃油稀釋度等參數(shù)；通過對譜圖分析，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)測試石油產(chǎn)品性能指標(biāo)是近年發(fā)展起來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，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能級之間的躍遷形成的。中紅外光譜技術(shù)在光譜所含信息量，對不同油品檢測的適應(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，對不同油品有良好的適應(yīng)性。紅夕卜光譜數(shù)據(jù)庫便于維護(hù)、能夠獲得可靠的檢測結(jié)果，適合快速檢測油品的質(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間內(nèi)同時測定所有頻率的信息，一般只要幾秒鐘，因此，它可用于測定不穩(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)有其對應(yīng)的特征吸收峰，信息品質(zhì)好，容易識別。

　　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：YQ07來定量測定油品的組分，準(zhǔn)確性和重復(fù)性均很高，可以同經(jīng)典的ASTM直接測試方法相媲美。

　　1.2紅外光譜儀紅外光譜儀是一種對物質(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)問題始于20世紀(jì)20年代，但一直到1947年世界上第一臺實(shí)用的雙光束自動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，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滑油分析儀，極大地推動了油品質(zhì)量指標(biāo)測定技術(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，其中對含氧化合物的測定具有一定代表性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)則可以在不需要對樣品進(jìn)行分離的條件下，簡便迅速地完成測試。由于醇、醚類的C一O振動吸收峰位于中紅外1300cm*1 ~810cm*1區(qū)域，利用最小二乘法建立校正模型后，可以十分便捷地測定汽油中9種含氧化合物的含量。與此同時，紅外光譜在潤滑油添加劑定量測定方面取得了一定進(jìn)展，目前，紅外光譜可以直接測定潤滑油中抗氧劑、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。紅外光譜儀不僅可以用已有的模型對樣品的種類及性能指標(biāo)進(jìn)行快速測定，還可以基于油品組成與性能指標(biāo)的相關(guān)性，測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；紅外光譜測得的總堿值與傳統(tǒng)方法測得的總堿值在新油中的相關(guān)性好。對于在用油，能反映添加劑的作用和效果，因?yàn)橛脗鹘y(tǒng)電位滴定法測定的是油中剩余抗氧劑的含量，而油品在使用過程中，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)，模擬油品在使用過程中的酸堿中和環(huán)境，可以直接測出油品中能夠參與作用的活性抗氧劑的含量。國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，探索建立了一系列直接測定潤滑油總酸值、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)行定量測試。

　　2.3在用發(fā)動機(jī)油質(zhì)量監(jiān)控氣相色厲測：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)測在用油質(zhì)量及發(fā)動機(jī)工化巖等。紅外光譜技術(shù)在潤滑油分析中的應(yīng)用壽命，避免發(fā)動機(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)測新油與在用油的特定波數(shù)所對應(yīng)的吸光度譜線峰位的差譜，定量地監(jiān)測油品使用中有機(jī)化合物的污染影響程度14.紅外光譜能夠充分測試油品在使用過程中發(fā)生的各種變化，測試方法分直接分析法和差譜法。直接分析法指直接測定紅外光譜，測定特定波長處的吸光度或特定波長區(qū)域的面積，通過吸光度或面積來考察潤滑油狀態(tài)變化。差譜法指將測定的光譜與標(biāo)準(zhǔn)油（新油）的光譜進(jìn)行差減，得到差譜，測定差譜中特定波長處的吸光度或特定波長區(qū)域的面積，通過吸光度或面積來考察潤滑油狀態(tài)。

　　目前，紅外光譜對在用油的分析技術(shù)已經(jīng)比較成熟，利用紅外光譜監(jiān)測在用潤滑油的質(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)行油品性能快速測試的先進(jìn)技術(shù)，目前，國內(nèi)開展紅外光譜分析測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化水平，對于油品的應(yīng)用與開發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

作者：佚名　　來源：中國潤滑油網(wǎng)