AI播客上线｜一文一播，解锁半合成汽油机油热变性的光谱分析逻辑

大家好，欢迎收听《炼油与化工》播客专栏！机油是发动机的 “血液”，半合成机油凭借高性价比成为市场主流，但它在高温环境下的结构变化却暗藏玄机。本期节目，我们特邀领域专家，聚焦半合成汽油发动机油结构及热变性中红外光谱研究，用 “分子级探测” 的红外光谱技术，解锁机油高温变性的底层逻辑，解读这项研究对油品研发与日常用车的双重价值。

收听指南

播客时长：约3分钟

  收听方式：点击下方音频链接，通勤、实验间隙即可轻松吸收科研干货。

01 AI播客音频

🎧🎧🎧AI播客音频：半合成汽油发动机油结构及热变性中红外光谱研究

02 播客文本内容

▷欢迎收听《炼油与化工》播客节目，本期我们将聚焦一项关于半合成汽油发动机油的重要研究。今天，我们非常荣幸地邀请到了专注于这个领域的老师。老师，您好！能先请教您，为什么选择研究半合成机油吗？
▶半合成机油在汽车保养中非常常见，它介于矿物油和全合成油之间，性价比高。但它的成分复杂，传统检测方法难以实时监测其结构变化。我们想用红外光谱技术，快速、直观地了解它在高温下的变化，这对发动机保护和油品研发很有意义。
▷听起来很像是给机油做“CT扫描”。你们具体是怎么用中红外光谱来分析机油的？
▶是的，可以这样比喻。我们通过测定机油在4000-600 cm⁻¹波数范围内的红外吸收，识别其中不同的化学键振动。比如，在2955 cm⁻¹附近是烷基的CH₃振动，1740 cm⁻¹附近是羰基C=O的振动。每种振动对应一种结构，就像指纹一样。
▷实验中你们模拟了从30°C到160°C的温度变化。机油的结构随着温度升高有哪些显著变化？
▶我们发现，羰基、烯烃、芳基和环烷基结构对温度非常敏感。比如羰基的吸收峰会随温度升高发生“蓝移”，这意味着氧化反应在加速。而烷基结构相对稳定。这说明高温会加速机油中某些成分的氧化降解。
▷论文中提到在333-343K左右，反式烯烃会转变为顺式烯烃。这个发现有什么实际意义？
▶这是一个很有意思的现象。反式和顺式结构在对称性和偶极矩上不同，这个转换温度可能对应着机油中某些添加剂或基础油分子的构象转变点。这或许能帮助我们理解机油在某一温度区间的流变性或稳定性变化。
▷这些发现对日常用车和机油研发有哪些具体的指导意义？除了机油，你觉得红外光谱技术在润滑油或其他工业领域还会有哪些创新应用？
▶对车主来说，它提醒我们机油在高温下确实会发生结构变化，定期更换机油很重要，尤其是在高温或高负荷运行条件下。对行业来说，这项技术可以用于快速评估机油的抗热氧化性能，指导配方优化，甚至开发更耐高温的全合成油。红外光谱快速、无损、信息丰富，非常适合在线监测和质量控制。比如，可以用于润滑油使用过程中的实时状态监测，或者在化工生产中实时跟踪反应过程。它就像一双“分子的眼睛”，帮助我们看清物质在动态环境中的变化。
▷感谢老师的分享。通过红外光谱，我们不仅看到了机油的“化学成分”，还看到了它在高温下的“生命轨迹”。科技让保养变得更科学，也让材料研发更精准。我们下期再见！


03 论文导读

半合成汽油发动机油结构及热变性中红外光谱研究

作者：杜林楠¹ ²,吉一帆¹,李宇涵¹,赵晓静¹,王 依¹,于宏伟¹ ³✉

作者单位：（1.石家庄学院化工学院，河北 石家庄 050035；2.石家庄市药用高分子材料重点实验室，河北 石家庄 050035；3.河北省麻醉药技术创新中心，河北 石家庄 050035）

摘要：探索了半合成汽油发动机油的结构及热变性。开展了半合成机油结构中红外（MIR）光 谱（包括：一维MIR光谱和二阶导数MIR光谱）及变温MIR光谱研究。结果发现，半合成机油 结构的红外吸收模式主要包括：νC-H-芳基、νasCH3-烷基、νasCH2-烷基、νsCH3-烷基、νsCH2-烷基、νC=O-羰基、νC=C-烯烃基、 νC=C-芳基、δCH2-烷基、δasCH3-烷基、δsCH3-烷基、β=C-H-烷基、νC-C-环烷基、γ=C-H-烯烃基和ρCH2-烷基。半合成机油的主要成 分包括：矿物基础油、PAO基础油和癸二酸酯类基础油。随着测定温度的升高，半合成机油羰 基结构νC=O-羰基-4-一维、烯烃基结构（νC=C-烯烃基-1-一维和γ=C-H-烯烃基一维）、芳基结构（νC=C-芳基-1-一维）及环烷 基结构（νC-C-环烷基一维）对应的吸收频率发生了明显的改变，其对应的结构也发生了一定的改变， 而其中的烷基结构相对较为稳定。研究认为，温度的升高，进一步加快了半合成机油主要结 构的氧化。MIR光谱及变温MIR光谱可以快速开展半合成机油结构及热变性研究。

关键词：汽油发动机油；中红外光谱；变温中红外光谱；结构；热变性

中图分类号：TE626.3 文献标识码：A 文章编号：1671-4962（2025）05-0030-08