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什么是黏度指數(shù)？
黏度指數(shù)（Viscosity Index，VI）用于石化工業(yè)，特別是工業(yè)、汽車潤滑劑產(chǎn)業(yè)，乃是液態(tài)潤滑油黏度與溫度的相關(guān)性指數(shù)。大多數(shù)的潤滑基礎(chǔ)油的動(dòng)力黏度（運(yùn)動(dòng)黏度）的雙對(duì)數(shù)（double log）與溫度呈反比關(guān)系[1][2]，溫度昇高黏度即下降，在潤滑油品的規(guī)格上可以用黏度指數(shù)來表示該產(chǎn)品的黏度變化率。
由于很多機(jī)械設(shè)備或交通運(yùn)輸工具，必須在高低溫差很大的條件下工作（冬~夏、夜~日），低VI值的潤滑油必然導(dǎo)致機(jī)件在低溫時(shí)阻力過大（黏度過高）、高溫時(shí)磨損過快（黏度過低導(dǎo)致油膜厚度不足）。因此選用高VI值的潤滑油可以較均衡高低溫時(shí)的潤滑需求差異。
定義
1929年Dean與Davis*黏度指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)[3]，其概念為受評(píng)測流體，其100°C↔40°C的黏度變化量，與100°C時(shí)同黏度、黏度指數(shù)分別為100、0的兩參考流體的100°C↔40°C黏度變化量相比之百分比。早是以賓州原油煉出的礦物油為VI=100、墨西哥灣原油煉出的礦物油為VI=0[4]，早期會(huì)用石蠟及萘當(dāng)作黏度指數(shù)為100、0的參考流體，這個(gè)方法在合成油與氫裂解技術(shù)普及*分有用，只需查表與簡單計(jì)算即可得出體的黏度指數(shù)值，從而對(duì)該油品的黏溫變化曲線有直覺的概念。低黏度指數(shù)表示黏度隨溫度變化的程度劇烈，高黏度指數(shù)表示黏度對(duì)溫度較不敏感。
隨著高黏度、高黏度指數(shù)潤滑基礎(chǔ)油的問世，Dean & Davis的評(píng)測法被發(fā)現(xiàn)無法準(zhǔn)確評(píng)測黏度指數(shù)超過100、或黏度較高的油品[5]，因而衍生出了一些方法來補(bǔ)充。但Dean & Davis創(chuàng)造的方法仍被很多工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)承認(rèn)為黏度指數(shù)評(píng)測的方法之一，但限用于黏度指數(shù)<=100、100°C黏度<70cSt的油品。 如今，很多國家的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與組織均已制定公布了黏度指數(shù)評(píng)測的標(biāo)準(zhǔn)，例如ASTM D 2270、ISO 2909、DIN 51564、JIS K 2286、IP 226等。 上式為Ubbelohde–Walter的黏-溫公式，其中C, K, m是各流體本身的特性常數(shù)，若需要較掌握某特定溫度的黏度，可利用此公式，雖然有三個(gè)常數(shù)，但C通常只有0.6~0.9，對(duì)計(jì)算沒有太大影響，因此只需要該流體在兩個(gè)不同溫度時(shí)的黏度即可解出。
Vogel-Cameron則有另一種黏-溫公式如下，同樣有三個(gè)特性常數(shù)，并以溫度為T
η = A ⋅ e ( B T + C ) {\displaystyle \eta =A\cdot e^{({\frac {B}{T+C}})}} 
黏度指數(shù)提升劑
潤滑基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)可以借由添加黏度指數(shù)提升劑（VI improver）而提升，在工作溫度會(huì)大幅改變（例如內(nèi)燃機(jī)）的情形下，以成本較低的低黏度指數(shù)油品添加黏度指數(shù)提升劑，可以節(jié)省成本。黏度指數(shù)提升劑的作用為“提高高溫時(shí)基礎(chǔ)油的黏度”，因此又稱為黏度調(diào)整劑（Viscosity Modifier）。[6]
黏度指數(shù)提升劑多為高分子聚合物，在較低溫度時(shí)蜷曲成球體，對(duì)基礎(chǔ)油沒有太大物性影響，在高溫時(shí)聚合物舒展，充滿高分子絲線的油體黏度比同溫度未添加的同種油品黏度為高。
- 基礎(chǔ)油A，40°C黏度L，100°C黏度H（L > H）
- 基礎(chǔ)油A添加VI提升劑成為A’，40°C黏度L，100°C黏度H’
- H’>H：（L – H’）<（L – H），表示A’的黏溫穩(wěn)定性較高
添加了黏度指數(shù)提升劑的基礎(chǔ)油，在較高溫度受黏度指數(shù)提升劑的增稠，成為非牛頓流體，在高剪應(yīng)力作用下黏度會(huì)損失，稱為剪切損失（shear loss）。以上例而言，若在高剪應(yīng)力（重度磨擦）情形下，H’與H間的差異會(huì)縮小，意即黏度指數(shù)提升劑對(duì)高摩擦工況效益較低。[7]
SAE J300的機(jī)油黏度規(guī)定，SAE 20~60等級(jí)的黏度需符合兩項(xiàng)測試規(guī)格，以SAE 20為例：
- 100°C時(shí)動(dòng)力黏度5.6~9.3cSt
- 150°C、106/s2剪切速率下，黏度>=2.6cP
若某較低黏度、低黏度指數(shù)值的油品過量添加黏度指數(shù)提升劑以符合定義1，就可能不符合定義2。
