聚甲基丙烯酸酯类润滑油降凝剂的合成及降凝机理的研究

摘要

润滑油是由基础油和各种石油添加剂调和而成，添加剂的选择直接关系到润滑油的使用性能，降凝剂是改变润滑油低温流动性能的最主要添加剂之一。开发研究高效润滑油降凝剂不但可提高润滑油的使用性能，有效降低润滑油的凝点，提高润滑油的低温流动性，同时也可增加润滑油产量。降凝剂对油品的使用、储运和生产有着重要的作用。
　　 本文主要研究了甲基丙烯酸酯类降凝剂的合成及应用，通过直接酯化法合成了甲基丙烯酸十六酯，以酯化产率为指标，通过单因素和正交实验分析得出甲基丙烯酸十六酯的最佳合成工艺：以甲苯为溶剂，甲基丙烯酸和十六醇摩尔比为1.4∶1，催化剂用量为1.2％，阻聚剂用量为0.4％，反应温度为120℃，反应时间为5h，在此条件下合成甲基丙烯酸十六酯的产率可以达到95％以上。通过纯化处理后，对所合成的酯进行红外表征，结果表明产物为甲基丙烯酸十六酯。
　　 为了使甲基丙烯酸酯聚合物对油品有更好的感受性，选择了苯乙烯和马来酸酐两种单体与不同碳数的甲基丙烯酸烷基酯进行自由基共聚合，分别合成了SMA、A1、A2、A3、A4和B1、B2、B3共八种降凝剂，通过FTIR和HNMR谱图分析，表明所合成的是目标产物，并测定了几种降凝剂的密度、特性粘度，计算其相对分子质量。
　　 将所合成的降凝剂应用于加氢基础油和石蜡基基础油中，考察其降凝效果。经比较侧链碳数较大的降凝剂对石蜡基基础油的降凝效果优于碳数低的降凝剂，而对于加氢基础油则相反。将几种降凝剂应用于长庆油田的高蜡原油中，发现混合醇的聚合物降凝效果比单一醇的降凝效果好，降凝度最大达到13℃。
　　 最后通过显微镜观察法研究此种降凝剂对润滑油基础油的降凝机理，经比较得出降凝剂在基础油中是作为蜡晶的晶核，将溶液中的小蜡晶分散并吸附到降凝剂的大分子结构上，从而降低了油品的凝点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1润滑油

1.1.1基础油的种类

1.1.2添加剂的种类

1.2降凝剂简介

1.2.1降凝剂的主要类型

1.2.2降凝机理

1.2.3降凝机理研究的实验方法

1.3影响降凝效果的因素

1.3.1基础油性质的影响

1.3.2降凝剂结构性质对降凝效果的影响

1.3.3降凝剂在原油中形态的影响

1.3.4流变性和流动性

1.4降凝剂的国内外发展现状及趋势

1.4.1降凝剂的国外研究概况

1.4.2降凝剂的国内研究现状

1.4.3降凝剂的发展趋势

1.5论文的主要内容

第二章甲基丙烯酸高级酯的合成及工艺研究

2.1实验药品及仪器

2.2实验部分

2.2.1合成方法

2.2.2反应原理

2.2.3实验步骤

2.2.4酯化产率的计算

2.2.5酯化产物的表征

2.3结果与讨论

2.3.1酸醇摩尔比对酯化产率的影响

2.3.2催化剂用量对酯化产率的影响

2.3.2阻聚剂用量对酯化产率的影响

2.3.4反应时间对酯化产率的影响

2.4酯化反应最佳工艺的确定

2.4.1正交实验的设计

2.4.2正交实验结果分析

2.5酯化产物的红外表征

2.6本章小结

第三章降凝剂的合成与性质表征

3.1实验药品及仪器

3.2实验部分

3.2.1聚合方法

3.2.2反应原理

3.2.3实验步骤

3.2.4共聚物的性能表征

3.3结果与讨论

3.3.1酯化产物的HNMR谱图分析

3.3.2聚合物的FTIR表征

3.3.3降凝剂的溶解性

3.3.4降凝剂特性粘度及相对分子质量的测定

3.3.5降凝剂的密度测定

3.4本章小结

第四章降凝剂的应用及降凝机理研究

4.1实验部分

4.1.1实验药品及仪器

4.1.2实验方法及步骤

4.2降凝效果的测试

4.2.1降凝剂对加氢基础油的降凝效果

4.2.2降凝剂对石蜡基基础油降凝效果

4.2.3降凝剂对原油的降凝效果

4.3降凝机理的研究

4.3.1降凝剂加剂前后基础油形貌观测

4.3.2降凝剂的作用机理探讨

4.4降凝效果影响因素分析

4.4.1加剂方式的影响

4.4.2降凝剂极性侧链碳原子数的影响

4.4.3降凝剂相对分子质量的影响

4.4.4降凝剂加入量对降凝效果的影响

4.4.5引发剂加入量对降凝效果的影响

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2创新点

5.3展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢