潤滑油的氧化過程是烴類與氧作用的一個復雜的過程，通過活潑的自由基與氧作用，首先生成醇、醛、酮、酸中間產物，之后進一步氧化生成羥基酸和酯類化合物。氧化進行的結果是產物分子量不斷增大，結構趨于復雜，最終形成膠質和沉淀。

    潤滑油使用中氧化的最終產物，如發動機潤滑油的氧化有兩個方向：一個方向是生成酸性物質（如羧基酸、羥基酸、瀝青質酸等）和酯類的中間產物，最終產物是炭青質；另一個方向是生成膠質、瀝青質，最終產物是半油焦質。羥基酸、半交酯、瀝青質酸，這些成分微溶于潤滑油中，沉淀部分為粘稠物質，易附著在金屬表面，高溫時會轉化為漆膜瀝青質、半油焦質、炭青質，則以深褐色或黑色的體粉末狀的細小微粒懸浮在油中，聚集成大顆粒時則可從油中沉淀。

    由此可見，經過深度氧化的潤滑油，內部化學成分氧元素增多，分子量增大，由烴類化合物轉變成了非烴化合物；外現上顏色變深，沉淀增多，腐蝕性增大，使潤滑油的使用性能下降。

    潤滑油的氧化除了與自身化學組成相關外，還與使用條件有密切關系，如溫度的高低、空氣壓力或氧氣分壓的大小、所接觸金屬的催化作用強弱等。其中，很重要的一個因素是金屬的催化作用。實踐證明，許多金屬對潤滑油的氧化都有催化作用，常用的金屬中，銅對潤滑油的催化作用最大，特別是當有水分存在時更為明顯。金屬催化作用的主要原因是促使過氧化物分解，生成自由基，從而加速氧化反應。

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