更新时间：2024-09-21 04:01
全合成机油（Fully-Synthetic Oil）是指由化学合成的方法（聚合、催化等）而制得的润滑油。其中，把矿物基础油用类（Easter）聚烯类（PAOoly-/Alfa-Olefine）来取代，再和添加剂参配，就是合成机油，而若是基础油全用酯类或聚烯类取代，便称为全合成机油。全合成机油具备出色的抗氧化稳定性、黏温特性、低温流动性和环保性能，常被用于汽车、工程机械、摩托车、船舶等领域。
1943年，德军的虎王式重型坦克配备了采用聚α烯烃的润滑油，而这正是大多数人认可的全合成润滑油。与此同时，美国亦研发出来以酯类为主的全合成型润滑油。1973年，由壳牌研发的超高黏度指数加氢异构油（VHVI）和极高黏度指数全加氢异构油（XHVI或UHVI）因成本远远低于PAO（聚α-烯烃），性能却非常接近，成为新一代的化学合成油。1999年之前，一般只有以100%PAO或酯类为基础油的润滑油，才会在包装上印上“Full Synthetic”（全合成）的英文字。之后，VHVI和UHVI被正式认可成为合成机油。进入21世纪后，包括美孚等厂商已开始在其合成润滑油产品中加入Group II基础油作为全合成润滑油产品销售。
真正科学意义上的全合成机油主要有两类；一类是指通过聚合、催化等化学反应，将原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯炼制成大分子组成的基础液，也就是Poly Alpha Olefins(PAO)；另一类则是以酒精和脂肪酸为基础材料，经化学缩聚反应而合成的酯类全合成机油。全合成机油的优势有很多，比如，可以降低润滑油损耗，促进发动机有效运转，从而延长换油周期；同时，其粘度指数较高，为发动机提供更好的润滑性能，更好地保护了发动机。
第一支商用合成润滑油始于1934年，由德国法本公司化学家Dr.Hermann Zomn通过石蜡加氢异构（hydrocracked）制成了一种高黏度指数加氢异构油（HVI）用于润滑当时使用高性能活塞发动机的战斗机和一些自动机枪。之后在1943年，纳粹德国陆军的虎王式重型坦克配备了采用（聚α烯烃）的润滑油，这是大多数人认可的全合成润滑油。与此同时，美国亦研发出来以酯类为主的全合成型润滑油。
经过30年的发展，在1973年，由壳牌研发的超高黏度指数加氢异构油（VHVI）和极高黏度指数全加氢异构油（XHVI或UHVI）因成本远远低于PAO（聚α-烯烃），性能却非常接近，成为新一代的化学合成油。此外，Ester酯类合成的机油，广泛用于航空、高性能机械、赛车领域，也是一种新出现的全合成型润滑油。以MOTUL为代表，在中国台湾则以台湾中油股份有限公司（CPC）为本土龙头品牌。
1999年之前，一般只有以100%PAO或酯类为基础油的润滑油，才会在包装上印上“Full Synthetic”（全合成）的英文字。1999年，美孚指控嘉实多不应在以第三类基础油制成的产品上印上“Full Synthetic”字句。美国的消费者维权机构Bet- ter Business Bureau裁定指控不成立，原因是“Full Synthetic”在包装上是市场推广用字，而并非科学用字。自此以后，很多润滑油制造商纷纷称他们以第三类基础油制成的产品为全合成油。嘉实多Castrol（Swingdon，U.K.）公司和美孚Mobil（Fairfax，VA）公司关于what is “synthetic”的商务论战，源于嘉实多从1999年起开始使用一种通过加氢工艺制成的VHVI（GroupⅢ）基础油代替原来配方中的PAO（聚α烯烃）基础油而触犯美孚作为世界上最大的PAO基础油供应商的利益，因而引起争端。作为最大的PAO基础油制造商，美孚认为只有PAO或酯类基础油才能称为全合成润滑油，而后者仅仅是矿物油的变种。最后经过和解，嘉实多赢得实际上的胜利，而嘉实多背后为其提供基础油的壳牌石油是最终最大的胜利者。VHVI和UHVI亦正式认可成为合成机油。而进入21世纪后，美孚亦开始在其合成润滑油产品中加入GroupⅢ基础油（即美孚MSDW基础油），作为全合成润滑油产品销售。
全合成机油主要由基础油和机油添加剂组成，其中基础油由IV类（PAO）基础油和V类（酯类油）基础油组成，机油添加剂主要由功能型添加剂、降凝剂和增粘剂组成。
润滑油基础油可以分为五类，I类油、II类油和III类油都属于矿物油，只有IV类油和V类油才属于全合成型基础油。基础油是全合成机油的主要载体，决定这润滑油的基本性质，通常由聚α-烯烃（PAO）、双酯、多元醇酯、磷酸酯等多种化合物组成，其中PAO占比最大。PAO是来自原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯，再经聚合、催化等复杂的化学反应炼制成大分子组成的基础油。
润滑油中的添加剂又称功能剂，主要以复合添加剂为主，主要用于弥补和改善基础油性能方面的不足，添加剂在润滑油中的所占比例较小，最大一般不超过20%，部分工业用油中小于1%。添加剂所起到的作用主要有清净分散、极压抗磨、防腐防锈、摩擦改进、抗氧抗泡、改善流动性等作用。在基础油中新加入的添加剂可以很好的保护润滑表面，改善润滑油的物流性质。
不同的添加剂具有不同的功效，所体现出来的功能也不一样。添加剂可分为单剂和复合剂，单剂根据行业标准 SH/T0389-92《石油添加剂的分类》可为10类分别是清净剂和分散剂、抗氧防腐剂、极压抗磨剂、换性别和摩擦改进剂、抗氧和金属铺活剂、粘度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡剂、抗乳化剂。复合剂主要是由多种单剂通过失端调和技术而来。添加剂凝聚了多种单剂所具有的功效，既具有清净分散性能，又具有极压抗磨等多种性能，且复合规中各种原料配伍性能优异，稳定性好，加剂量少，简化了生产调和工艺。复合剂应用范围广泛，适用于各种润滑油的体系中。日前市场上绝大多数润滑油生产厂家以复合剂为优先材料。
全合成机油的生产工艺主要有聚合、催化、化学缩聚反应等。其中：
聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物的反应过程，涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合物具有低分子量单体所不具备的可塑、成纤、成膜、高弹等重要性能，在工业上的应用十分广泛，如塑料、合成橡胶、化学纤维、涂料等领域中，是生产有机高分子化合物聚合物的主要反应。聚合反应属于放热反应，反应过程中受反应温度、搅拌速度、冷却效率等因素的影响，容易出现反应器内部过热的现象，从而引发火灾、爆炸事故。
催化是指利用催化剂，可以改变化学反应的速率，这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应，或者某一类化学反应，而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后，它们都能够从反应物中被分离出来。不过，它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗，然后在整个反应结束之前又重新产生。使化学反应加快的催化剂，叫做正催化剂；使化学反应减慢的催化剂，叫做负催化剂。
化学缩聚反应，即有机化合物单体间去掉小分子化合物相互结合生成高分子化合物的反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。通常有酚和醛、氨基酸（形成多肽）、葡萄糖（形成多糖）、二醇与二元酸、羟基羧酸等均能发生缩聚反应。
全合成机油的成分和制造方式使全合成机油具备更强的抗氧化稳定性，平衡添加剂组合能够有效防止沉积和油泥的产生，促进发动机有效运转，此外，全合成机油属于纯化合物，沸点范围较窄，其蒸发损失较矿物油低，可以降低润滑油损耗，从而延长换油周期，延长使用寿命。
全合成机油的粘度指数较高，全合成机油随温度升高粘度变化较慢，在发动机润滑系统中可以在高温状态下保持优异的润滑膜度，为发动机提供更好的向滑性能。
全合成机油的倾点低，低温流动性较优，适用温度范围广。其表观粘度小，低温启动性能好，有利于润滑油在低温状态下满足发动机瞬间启动的利滑要求。
全合成机油的闪点高，防爆性能好，物品储存就更安全。其蒸发损失小，机油消耗少，更有利于润滑系统的保护。
全合成机油是从天然气、液化石油气等石油有机高分子化合物中提炼，其生产成本较高，所以市场售价昂贵。此外，由于全合成机油的流动性和清净性极好，对于发动机各机件间隙较大的车辆或磨损严重的车辆，容易导致发动机气缸压力下降和烧机油等现象。
全合成机油的沸点范围较窄可以降低润滑油损耗，延长使用寿命。此外，全合成油的平衡添加剂组合能够有效防止沉积和油泥的产生，促进发动机有效运转，从而延长换油周期。
全合成机油的粘度指数较高，为发动机提供更好的润滑性能。全合成机油低温启动性能好，有利于润滑油在低温状态下满足发动机瞬间启动的润滑要求。全合成机油抗氧化稳定性保证了机油在长期使用时的稳定性，帮助有效减慢氧化带来的润滑油失效，并在各种恶劣操作条件下，为发动机提供适当的润滑和有效的保护。
国际上通用倾点来衡量润滑油的低温流动性，同一油品的倾点比凝点略高几度。倾点或凝点偏高，油品的低温流动性就差。可根据油品倾点的高低评估某些油品的低温使用性能。SAE规定了OW机油、5W机油、10W机油、15W机油、20W机油分别在-35℃、-30℃、-15℃、-10℃、-5℃下的表观黏度值范围。W前的数字越小，表示这种机油的低温流动性越好。建议偏冷地区选择倾点比冬季最低温度低10℃左右的机油。
高温黏度等级是根据机油100℃动态黏度数值来标定的。它表示在发动机暖机工况（一般为100℃左右）下机油的黏度。高温黏度等级越高，发动机暖机工作时机油的黏度越大。机油100℃动态黏度低些能降低油耗并减少发动机噪音，100℃动态黏度高些对于发动机在超高速运转时有更好的保护。一般根据厂商在说明书上标出的保养数据选择高温黏度参数。
总碱值指在规定的条件下滴定时，中和1g试样中全部碱性组分所需高氯酸的量，以当量氢氧化钾的毫克数表示，称为润滑油或添加剂的总碱值。总碱值是测定润滑油中有效添加剂成分的一个指标，表示内燃机油的清净性与中和能力。
高温高剪切黏度是指机油在高温、高剪切下黏度稳定性的指标，也反映了机油在高温、高剪切条件下的润滑保持能力，即保持油膜强度的能力。经常性高转速行驶的车辆对HTHS的要求就要提高，建议用HTHS≥3.5的机油。涡轮增压、大排量轿车或者SUV，这类发动机的特点为转速快、发动机温度高，需配合使用HTHS≥3.5及黏度指数高的全合成机油。
全合成机油不仅在传统的汽车领域得到广泛应用，还在工程机械、摩托车、船舶等领域有增长潜力。主要用于提供机械零部件的润滑和保护。随着工业化进程的推进，工业应用领域对高性能润滑油的需求也在增加。
全合成机油不仅在传统的汽车领域得到广泛应用，还在工程机械、摩托车、船舶等领域有增长潜力。全合成机油市场前景分析指出，随着这些领域的发展和机械设备的普及，对全合成机油的需求也将逐渐增加。而且，随着环保意识的提高，消费者对于机油的环保性能和废弃机油处理问题越来越重视；而全合成机油相对于传统机油具有更低的挥发性、更低的排放，且可回收利用，符合环保要求，因此在符合环保趋势的背景下具有良好的市场前景。
与此同时，为了满足消费者不断提升的需求，全合成机油市场也在不断推出新品种、新型号的产品。例如，低粘度全合成机油、适用于高端车型的机油、绿色环保型机油等不断涌现。
中国的车用发动机机油国家标准分类方法包括GB/T 28772-2004国产内燃机油品质分类法和与之等效的GAEJ300APR84发动机机油黏度分类法两种方法，机油分为EQB、EQC、EQD、EQE、EQF五级。
全合成机油的分级主要是以SN级别的为主，机油上API是美国石油学会的英文缩写，分为SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM、SN等级，等级依次提高，SN级是目前最高的级别的机油。SJ是90年代的标准，SL是2001年的标准，SM是2004年的标准，SN是2010年的标准。
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