石油资源的紧张已成为不争的事实，我国润滑油需求量和消耗量逐年激增，无论从资源节约还是环境保护的角度，废润滑油再生都具有重要的现实意义。与发达国家相比，我国的废油生成量大，而废油再生技术相对较落后，不但造成资源浪费，废油的不当处置也给环境保护带来较大的压力。针对我国废油的特点，结合发达国家成熟的废油再生经验，研究润滑油失效变废的本质，探索新型的废油再生方法，开发实用的废油再生技术，具有重要的科学意义和实用价值。本文在对20种废润滑油进行全面的失效分析的基础上，提出了“分类再生添加剂”方法；针对不同类型的废或在用润滑油（包括工业润滑油、车用汽油发动机油和船用系统油）研究了相应的再生处理方法和关键技术，通过理化和摩擦学性能指标测试评估了润滑油再生效果。采用仪器分析和分子动力学模拟方法分析探讨了润滑油的氧化过程机理、废润滑油失效以及再生油润滑恢复的机制。主要研究内容和结论如下：（1）在常规理化性能检验、红外光谱分析、元素分析、颗粒污染度测试以及摩擦学性能分析的基础上，提出了废液压油和废发动机油的失效特征和再生可能性。无论是液压油还是发动机油，在使用过程中，润滑油都发生了一定的氧化，都存在一定程度的内部污染和外部污染，添加剂都有一定程度的损耗和降解。润滑油的氧化导致润滑油的酸值增大改变了部分添加剂的化学环境，使得功能下降；与摩擦表面金属、环境中氧的化学反应不断消耗添加剂，造成摩擦表面的摩擦化学反应保护膜无法形成，从而导致边界润滑的极压、耐磨和减摩功能下降；金属磨屑的增加导致三体磨料磨损，也对润滑油氧化的起到催化作用；外部的液体和固体污染物加快了润滑油的氧化以及添加剂的失效。这四者的共同作用导致了润滑油的失效。不同类型或同类型不同等级的润滑油由于使用工况不同，发生氧化、添加剂损耗以及污染的程度也不相同。其失效的具体表现为某种或某些理化性能严重衰退，超出使用标准；废润滑油的摩擦学性能较新油亦有不同程度的衰退。但废润滑油仍普遍具备一定的润滑性能，废液压油和发动机油还具有潜在的使用价值。（2）基于废润滑油失效分析的基础上，采用分类再生添加剂方法对废液压油、废油膜轴承油、废汽轮机油以及废齿轮油等10种工业润滑油进行再生处理，解决废润滑油的失效问题，实现了其摩擦学性能的改善。扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和拉曼光谱对磨痕表面的微观分析证实，再生油由于经过了再净化和补充添加剂的处理，所包含的添加剂在一定温度下发生分解，分子中的活性元素与摩擦表面发生摩擦化学反应，生成含有FeS、磷酸盐和无定形碳等的保护膜，从而具有优良摩擦学性能。研制的再生添加剂具有优异的再生功能和较强的适应性，种类不同、存在相同问题的润滑油可通过特定的再生添加剂进行功能恢复和再生。（3）针对工业润滑油使用条件的多样性和复杂性，评价了再生油在不同环境条件下的摩擦学性能，如不同摩擦副（钢/钢，铜/钢）、不同载荷、不同滑动速度等。再生油在不同的载荷和滑动速度下润滑不同的摩擦副都具有优良的抗磨、减摩性能，且超过新油水平。再生油具有与常规润滑油系统的摩擦学系统特性，即摩擦学性能受到摩擦副、载荷、滑动速度等各因素的影响，不存在一成不变的影响规律。（4）针对车用汽油发动机油的报废特征，提出合适的再精制处理工艺，研制出再生添加剂，并通过“分类再生添加剂方法”对废发动机油进行再生处理。试验结果证实，再生汽油发动机油的典型理化性能、抗氧化性能和摩擦学性能显著改善，趋近甚至超过新油。分类再生添加剂方法可以对正常更换的发动机油（衰变程度不是很严重）进行有效再生处理，使其使用寿命延长。（5）探讨了船用系统油再生并升级为气缸油的再生添加剂方法。在系统地对船用柴油机系统油与气缸油的理化指标、性能要求、基础油种类和添加剂类型等对比分析基础上，确定了改进碱值、粘度、清净分散性、润滑性能的主要添加剂类型及其含量，采用复配添加剂对在用系统油进行再升级处理。再升级气缸油的理化性能、总碱值、摩擦学性能与市售的新气缸油（粘度等级为SAE50，总碱值为70mgKOH/g）的参数指标相近。（6）通过分子动力学模拟，以直链烷烃、带支链的烷烃、环烷烃以及芳香烃为对象，探讨了润滑油的热氧化规律。不同结构矿物基础油的氧化过程的分子动力学模拟发现，矿物基础油在氧化过程中，发生脱水、氧化缩聚、氧化分解以及裂解等反应，生成了不饱和叠合物、环状物、醇、酮、醛、羧酸以及分子质量小、易挥发的有机物等。分子动力学模拟矿物基础油的高温氧化过程证实了润滑油的自由基链反应机制。