全 文 ：广西 植 物 G uh ia ia 1 0( 3) : 2 4 8一2 3 5. 1 9 9 0
S C 。一 4 和棕搁油的比较分析研究
廖学混 郭慧然 李兆伦 李用华
( 中国科学院华南植物研究所 , 广州 )
摘要 S C 。 一 4 是以植物油为原料研制成功的一种高速冷轧工艺润滑油。 经武 钢 高 速 冷 轧 机
轧制性能鉴定 , 它的高速轧制性能优于棕桐油票我们使用高效液相色谱比较分析鉴定了 S C 。一 4 和
棕桐油的甘油三醋组成 。 分析结果 : S C 。 一 4 :的主要甘油三醋是 P O P ( 4 2 . 8拓 ) 和 P P P ( 14 . G
万 ) , 而棕搁油的主要甘油三醋是 P O P ( 3 1 . 5不 )熟P O O ( 2 0 . 王多 ) 、 P L P ( x 2 . 2拓 ) 和 P L O
( 王1 . 6万 ) 。 我们初步探讨甘油三醋组成与轧制性能关系认为 , S C 。 一 4 的高速轧制性能优于 棕 相
油 , 可能是和 S C 。一 4 含 P P P 、 P P S 和 P S S 的含 _{几 ( 1 8 . 8厂 ) 高于棕搁 2比l ( 9 . 9男 ) 有关
关键词 乌柏脂 ; 茶叶子油 ; 野漆蜡 ; 棕相瀚 : 片汕三醋组成 ; 冷轧工艺润沿汕 叹
我国从西德引进一台五机架冷轧机组 ( 亦称一米七轧机 ) 。 该 机组在生产 0 . 吐m l“ 以 卜’
极薄板时 , 轧制速度高达 1 8 0 0m / nI i n , 需要配用相适应的一种润滑油 ( 代号 C 。 ) 。 国外
生产这种薄板时 , 主要是使用天然棕搁油或牛油等动 、 植物油为原料的润滑剂 。 由于我国天 然
棕搁油或牛油均极紧缺 , 远不能满足轧钢生产 的需要 。 因此 , 我们依据理化性质和轧制性能
的要求 , 结合我国资源情祝 , 利用我国富有的非食用油 为主要原料 研制代号为 S C 。 类 的
冷轧工艺润滑油 。
S C 。 一 4 是以 国产乌柏脂 、 茶叶子油和野漆蜡为主要原料研制的高速冷轧工艺润滑油 。 经
武钢冷轧厂一米七高速冷轧机组生产性试用鉴定 , ’白均高速轧制性能优于进 口潇佘搁油 , 其它如
冷却性能和 脱脂清洗性都与进口 棕搁油无差异 , 完全符合一 米七高速冷轧机组生产镀鸽板的
要求 。
棕搁油是天然的优质工艺润滑汕 。 国外进行过许多有关棕稠油代用品或其它脂质轧润沼-
油的研制 t 今 〕 , 都是依据原 料油脂的理化性质和脂肪酸成分 , 结合 轧制性能试验进行选 择 和
配制而成的 。 但是 , 在研制过程 中单以 油脂的理化性质和脂肪酸成分为依据所配制的试样往
往不能达到预期的目的 。 我们在研制 S C 。 一 4 轧制油的实践中也遇到这种情况 , 用不同配方
配制的试样在理化性质和脂肪酸成分上 均相近似 , 但在轧制性能上却差异很大 。 因为轧制过
程中 , 直接产生功能特性的是油脂的甘油三酷分子 , 所 以 , 为了探求润滑油的性质与轧制性
能之间的关系 , 我们在 S C 。 一 4 高速冷轧工艺润滑油研制成功后 , 迸一步就其 一甘油三醋组成
进行研究 。
一 、 实 验 与 结 果
1
、 材料来源和油样提取
致谢 : 本研究获得贾良智教授的支持和指导 , 播广方和孙碧祺同志分别协助高效液相色谱和气相色潜分析工作 , 均此
致谢 。
3期 廖学娓等 : S C。 一 4和棕搁油的比较分析研究
乌柏 ( 阳山乌柏 ) 、 茶和野漆的试验材料采自广州地区栽培种或野生 。
刨取乌柏和野漆的中果皮 , 剥取茶叶子的种仁 。 三者分别捣碎后 , 用石油醚 ( 沸程 30 一
6 0 ℃ ) 浸提 ( 室温 ) , 浸出液经过滤 , 减压蒸除溶剂 , 得到乌柏脂 、 茶叶子油和野漆蜡的分
析样品 。
2
、 甘油三酸的分离
采用硅胶柱分离方法 仁` 」 , 洗脱剂为含 5 % 乙醚的石油醚 , 分别得到 3 个样品的甘 油 三
酉旨。
3
、 脂肪酸成分分析
气相色谱分析条件 , S P 2 3 0 5 型气相色谱仪 , 不锈钢柱 , 柱长 3 m , 内径 4 m m , 固定液
为氰基硅酮 ( G p 1 0% S p 2 30 0 o n 8 0 / 1 2o s u p o l e o r 七) , 检测器为氢火焰离子检测 器 。 操
作条件 : 气化温度 2 20 ℃ , 柱温 1 9 0 ℃ , 检测温度2 0 0 ℃ , 载气为氮气 。 各脂肪酸成分 的 百 分
含量 , 按色谱峰面积归一化法计算 , 分析结果见表 1 。
从表 1 看出 , 乌柏脂和
野漆蜡的棕搁酸 含 量 均 很
高 ; 茶叶子油主要含油酸和
亚油酸 。 由这 3 种汕力片按
定 比例配制而成的 S C 。 一 4 ,
同棕搁油和 J 较 , 两者约 、 、
棕搁酸和油酸为主要成分 。
因为棕搁酸和油酸均富有 良
好的润沿性 , 这表明选川以
乌怕脂 、 茶叶子油和野漆蜡
作 S C 。 一 4的基础原料是墓太
合理的飞
4
、 甘油三醋组成的分
析
采用反相高效派相色借
进行一 步分析 。 高效液相色
谱仪为 B e 一 c k m a “ 3 4 4型 ,
U I七r a s p 一 11 e r 。 ( )工) S ( 一卜
八烷基键合相超微球硅肢 )
表 1 甘油三醋的脂肪酸组成 ( 拓 )
T a b l e 工 T h e f a t t y a e i d e o m p o s i t io n o f t r i g l y e e r i d e s ( 万 )
脂 肪 酸
F a t t y a e i d
乌柏脂
S a P i u m
f a t
野 漆 蜡井
T o x i e o d e n d r o n
爹叶砂 }封州棕娜 `七 a m e l l l a }b U 。 一 4 I, a lm
月桂酸
Ia u f i C 奋、 e主d O 0
肉豆兹酿扭 y r i s t i c a e i d o
棕搁限
p a lm i t i e a e i d 6石
.
8 1通 理
硬脂队
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a r a e h i d i e a e i d ( }
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1
.
5
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.
6
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6
8
.
1
O
尚有亚麻酸 ( li n 。 l。 。 i e a e i d ) 2 . 4% , r ! J乙万酸 (b e h e n i c a c id ) 0 . 5% ,
一汁欣二 F浚 (。 i C o s a o e d i b a s i c a c i d ) 1 . 7% , 廿二碳二酸 ( d o 。 o s o n e
。! i b o s i C a e i d ) 2
.
1 %
, 其它酸 ( o t h e r a e id ) 0 . 6% 。
填充柱 , 住长 2 5c m , 内径 4 . 6m 二 ; A L T E X 巧 6 示差折光检 测 器 ; A L T E X C 一 R I A 积分
仪 。 流动相为丙酮一 乙腊 ( 6 3 . :6 3 6 . 4 , 灭了 / V ) , 流量 o . s m l/ m i n ; 试样溶于氯仿 , 浓度 10 % 。
甘油三醋标准样品 织、 自 S u p le co 公司 。
甘油三醋分析鉴定 : 在反相高效液相色谱 r卜, , 各甘油三醋的保 留时间与其本身的当量碳
原子数 、 双键数成线性关系 t 3 ’ 5 号 , 所 以有一定的出峰律规 : 当量碳原子数低的甘 油 三酷较
容易洗脱 , 出峰较早 ; 当量碳原子数相同的甘油三醋 , 双键数多的较容易洗脱 , 每增加 1 个
双键近似于狱少 名个碳原子数 。
广 西 植 一 物 1 0卷
采用甘油三 醋标准样品加入法 , 鉴定试样 中的甘油三醋 , 缺乏标准甘油三 醋的 , 选用已
知甘油三醋组成的油样进行辅助检定 , 对疑难的甘油三醋 , 采用制备性高效液相色谱 〔吉尔
森 (G i l o o n ) 高效液相色谱仪 , TJ I七r a o p e r a O D S 填充柱 , 柱长 2 5 e班 , 内径 z o m m 〕进行制
备分离 , 收集各个馏份 , 制备成脂肪酸甲醋 , 用气 相色谱分析其脂肪酸成分 , 确定其甘油三
醋分子 。
甘油三 醋的含量由积分 表 2 甘油三醋组成 ( A r ae s , 解 )
仪按峰面积归一化法运算 ,
自动打印出各甘油三醋的百
分含量 。 分析结果见表 2 ,
甘油三醋色谱图 ( 略 ) 。
T a b l e 2 T h e t r i g l y e e r i d e e o m p o s i t i o n ( A
r e a s
, 多 )
二 、 讨 论
从 S C 。 一 4 和棕搁油的
比较分析可 以看出 , 一种油
脂在生物合成过程 中 , 脂肪
酸与甘油结合的形式不 同 ,
形成各种不 同的甘油三醋组
成往往比其脂肪酸成分更为
复杂 , 甘油三醋组成的差异
比其脂肪酸成分的差异更为
明显 。
1
、
S C
。 一 4 配方用油的
甘油三醋组成
从反相高效液相色谱分
析结果可以 看出 , S C 。 一 4 配
方 中的茶叶子油的主要甘油
三 醋是 0 0 0 , 其次为 P O O 、
L O O 和 P L O 。 乌柏脂和 野
漆蜡在脂肪酸组成上虽然都
是以棕搁酸为主 ( 占“ 一 68
% )
。 但两者在甘油三醋组
成上有着明显的区别 : 乌柏
脂的甘油三醋组成中最高含
量的是 P O P ( 7 8 . 2% ) , 其
次是 P P P ( 1 5 . 6% ) , 而野
漆蜡 中最高含量的是 P P P
( 5 1
.
9% )
, 其次为 P O P
“ 蠢钊度列剔oT蒸如铡黔口一………_ _ _ _ _ __ _…_州…州:一花生酚基 A , ( A r a e h i d y l )肉豆翘酸基M , ( M y r i s t y l )硬脂酞基 S , ( S t e a r y l ) 亚油酸基 L , (L i n o l e y l )油酚基O , (O l e y l ) 棕搁酞基 P , ( P a l m i t y l )
3期 廖学娓等 : S C。一4和棕桐油的比较分析研究
八弋全 .丈a)考
(2 3
.
5 %) 和 P P S ( 10 .4 %) 。
由于上述 3种油脂的甘油三醋组成的差
异 , 故在它们的性状结构上也不 同 : 茶叶子
油主要是由三不饱和的甘油醋 ( 52 . 0% ) 和
二不饱和的甘油醋 ( 4 1 . 4% ) 所 组成 , 所以
在常温下呈液态 ; 乌柏脂的甘油三醋主要是
二饱和的甘油醋 ( 82 . 8 % ) , 故呈质地疏松 、
晶粒粗大的固体 ; 野漆蜡的甘油三醋主要是
三饱和的甘油醋 ( 6 6 , 1% ) 和二饱和的甘油
醋 ( 2 9 . 3 % ) , 呈结构紧密 、 晶粒较细致 、
表面光滑的固体 。 乌柏脂和野漆 蜡 均 为 固
体 , 棕搁酸的含量也接近 , 因它们的甘油三
醋组成不同 , 在性状和质地结构 土 呈 现 差
异 。 说明一种油脂的性状特性 , 虽然与其脂
肪酸成分有关 , 但是更重要的是有赖于脂肪
酸和甘油的结合形式 , 和各 一片油三醋的组成
比例 。
2
、
S C
。
4 与棕桐泊的甘油三醋组成
S C
。 一 4 和棕相油在脂肪酸成分 上 部 比
较简单 , 主要成分都是棕搁酸和油酸 , 差异较
大的是亚油酸含量 。 但从甘油三 醋 组 成 来
看 , `言们的 一甘油三醋组成都比脂肪酸成分较
为复杂 : S C 。 一 4 主要甘油三酚是 P O P 和
P P P
, 而棕相油的主要甘汕三醋则是 P O P 、
P O O
、
P L P 和 P L O ; S C 。 一 4含有少量的 5 0 8
山 .一 进。 愉州百一 S ` 。 一 l
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产 / 飞
, `入一 1)
605仰3伽1
图 1 15 m / s速度下的能耗曲线
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1 T h e e u r v e s o f e n e r g y
e o n s u m P t i o n a t 1 5m / s
的如六口班n
ǎ息月、工巴,
二 、 z
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图
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18 m /
s速度下的能耗曲线
犷. 2 T h e e u r v e s o f
e o n s u m P t io n a t 1 8
e n e r g y
m /
s
和 P S S , 但在棕搁汕中没有出现 , 两者在甘油三 脂组成上出现的差异比在脂肪酸组成上的差
异较为明显 。 虽然两者的甘油三醋组成中均以二 .饱和 的 一甘油醋为主 , 但是棕搁油 中的二不饱
和的甘油醋含量 ( 3 6 . 1 % ) 明显大于 S C 。 一 4的 ( 1 6 . 4% ) , 而 S C 。 一 4中的三饱和的甘油酚和
三不饱和的甘汕酚含量明显高于棕搁油的 。 由于这两者在甘油三醋组成中的差异 , 可能也就
引起在轧制性能方面的某些差距 。
3
、 甘油三醋组成与轧制性能的关系
从 S C 。 一 4和进 口棕搁油在上钢十 )一高速冷连轧机组 ( 国产 ) 土轧制试验中 , 截 取 15 m / ”
和 1 8m / 。两种轧制速度试验记录数 , 整理求得的能耗曲线见图 1 , 2 。
从能耗曲线可否出 , 在总压下量较低 ( 久一 1较小 ) 时 , S C 。 一 4的能耗比进 口棕桐油的高 ;
而在总压下量较高 ( 几一 1较大 ) 时 , S C 。 一 4的能耗比进 口 棕桐油的低 , 两者的轧制能耗曲线产
生交点 。 这个交点随着轧制速度的增加而往左移动 , 戈适明 S C 。 一 4有较好的高速轧制性能 。 这
可以从 2 种轧制油的甘油三醋组成得到解释 。 S C 。 一 4 中三饱和的甘油 醋 ( P P P 、 P P S 和
P S S ) 含量 ( 18 . 8% ) 高于棕相油的 ( 9 . 9 % ) 。 这些甘油三醋的熔点比较 高 ( 56 一 65 ℃ )
广 西 植 物 1 0卷
J溉诚乃叭动ōǐǎS气里
[ 艺〕 , 在高速轧制和总压下量 较 大
的情况下 , 能承受较高的金属变形
热和摩 擦热 , 有较稳定的油膜强度
和润滑性 , 所以在总压下量大和高
速轧制时 , S C 。 一 4显示出在轧制 性
能方面优于进 口 棕搁油 。 但是 , 在
总压下量较小和轧制速 度 较 低 时
( 两者能耗曲线交点之前 ), 棕搁
油的轧制能耗低于 S C。 一 4, 这可以
从棕搁油中二不饱和的甘油醋含量
( 3 6
.
1% ) 高于 S C 。 一 4 ( 1 6 . 4% )
得到解释 。 因为二不饱和的甘油醋
的粘度和熔点都比较低 , 在低压下
量和较低的轧制速度下 , 能保持良
好的润滑性能 , 但在高压 下量和高
速轧制 的条件下 , 低粘度低熔点的
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图 3 武钢高速冷轧机 20 一 28 m s/ 速度下的能耗曲线
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.
3 T h e e u r v e s o f e n e r g y e o n s u m P t i o n
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u h a n I r o n a n d S t e e l W o r k s
甘油三醋承受不了较高温的金属变形热和摩 擦热的破坏 , 而失去或降低其润滑性能 。
在武钢五机架冷连轧机组上进行连续 36 小 时生产性试验中 , 由于轧制机组设备先进 , 轧
制速度高 , S C 。 一 4的高速 轧制性能则明显地显示出来 。 它和进 口 棕搁油一样 , 在轧制速 度 2。
功 s/ , 和最高轧制速度超过28 m / 。 时 , 轧制情况 良好 , 而且经对它们的轧制参数计算 , 分别
回归出能耗曲线 ( 见图 3 ) 对照表明 : S C 。 一 4轧制时的能耗低于进 口棕搁汕 。
通过对 S C 。 一 4和棕搁油的甘油三醋组成的分析研究 , 探讨其甘油三醋组成与轧制性能乎
系 , 可以认为 : 利用 几种各具功能特性的油脂为原料 , 根据脂肪酸成分和甘油三醋组成 , 经
加工处理 , 可以配制成功能完整的轧制工艺润滑油 。
本文仅 初步从分析甘油三 醋组成角度 , 探讨甘油三醋组成与轧制性能的关系 。 有 关油脂
的甘油三醋与轧制性能关系的机理 , 有待进一步研究 。
〔 1 〕
〔 2 〕
〔 3 〕
( 4 〕
( 5 〕
参 考 文 献
廖学娓等 , 1 9 8 7 : 儿种山茶属植物种子油的甘油不酚组成的研究 。 植物学报 , 2 9 : 6 29 一 63 5 .
B e s s le r
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T
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R
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2 9 5 3 : P r o v i d i n g l u b r i e i t y i n t h e f o o d f a t s y s t e m s
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J
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A m e r
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0 11 C h e m
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6 0 : 1 7 6 5一 1 7 6 8 .
P la t t n e r
,
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D
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2 9 7 9 : T r i g l y e e r i d e s e P a r a t i o n b y r e v e r s e h i g h p e r f o r
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2 5 : 3 6 2一3 6 5 .
T a k a h u s h i
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K
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,
1 9 8 4 : A n e w e o n e e P t f o r d e t e r m i n i n g t r i g l y e e r i d e e o m
-
p o s i t i o n o f f a t s a n d 0 115 b y li q u i d e h r o m a t o g r a p h y
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J
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A m e r
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0 11 C h e m
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S o e
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6 1
: 1 2 2 6一 1 2 2 9 .
3期 廖学娓等 :S C 。 一 4和棕桐油的比较分析研究 2 5 3
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Ab s t r a c t S C。 一 4
, a t e e il n i e a l l u b r i e a t i n g 0 11 f o r h i g h s p e e d e o l d s t r i P r o l l i n g
,
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l r o n a n d S t e e l W
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。 一 4 w a s b e t t e r t h a n p a lm 0 11 f o r
h i g h s p e e d r o l l i n g
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T h e t r i g l y e e r i d e e o m p o s i t i o n s o f S C o
一 4 a n d P a lm 0 11 w e r e a n a -
l y s e d b y H P L C
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T h e m a i n t r i g l y e e r i d e s o f S C
。 一 4 w e r e P O P ( 4 2
.
5男 ) a n d P P P ( 1 4 . 6
拓 ) , w h i l e t h o s e o f p a l m 0 11 w e r e P O P ( 3 2 . 3多 ) , P 0 0 ( 2 0 . 1书) , P L P ( 1 2 . 2拓) a n d
P L O ( 1 1
.
6多 ) . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t r i g l y e e r id e e o m p o s i t i o n a n d t h e p r o p e r t y
o f l t b r i e a t i n g 0 11 w a s d i s e u s s e d
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o f S C 。一 4 w a s d u e t o i t s h i g h e r e o n t e n t o f s a t u r a t e d t r i g l y e e r i d e ( 1 8
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5拓 ) , w h e r e a s
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l u b r i e a t i n g 0 11 f o r e o l d s t r i p : t r i g l y c e r i d e