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基础油的合成部分为PAO或者复杂的酯醚类(ester)的机油。
最简单说就是：机油里只含有PAO或酯类合成物(ester), 这种润滑油被称为全合成机油(fully synthetic或100%synthetic)，才是真正的化学合成机油。
顶级全合成的酯类油的优势：
在一般情况下，油会在两接触面间形成一层连续的油膜。这层油膜起着液态润滑的作用--防止金属与金属间直接接触，从而减少摩擦。 润滑油能否提供液态润滑，取决于能否在两个金属表面上形成不断裂的油膜。当这层油膜在重负的情况下断裂，便会造成阻力和摩擦。
能在其它基础油失效的条件下仍能保持优越的润滑作用，这便是酯类油在临界润滑情况下的优胜之处 。 酯类分子中所含氧元素使它具有正电极；含氢元素使它具有负电极。由于电极作用，可以使酯类分子吸附在金属表面，形成一层称为黏附分子油膜的油层。正是这层黏附分子油膜使酯类油从其它因黏性而形成油膜的油中脱颖而出。
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当引擎启动的时候，润滑油性能的好坏就更容易辨别了。那些半合成油膜的润滑油，在引擎停止工作的时候会从金属表面流走。当引擎再次启动时，两金属表面的油膜已经消失，引致干启动的出现。相反，顶级全合成油可实现液态润滑的黏附分子油膜即使是在引擎停止工作后，它也能够存在于在两金属表面之间。也就是说以酯类作为基础油的润滑油，即使引擎停下来，也可以对引擎有着不间断的保护。