聚甲基丙烯酸酯型降凝劑的作用機(jī)理和應(yīng)用范圍

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1、聚甲基丙烯酸酯型（PMAs）降凝劑作用機(jī)理和應(yīng)用范圍報告機(jī)構(gòu)：綏芬河市萬豐源經(jīng)貿(mào)有限責(zé)任公司時間：2012年4月17日關(guān)鍵字：降凝劑，潤滑油降凝劑，聚甲基丙烯酸酯型降凝劑，PMAs,降凝劑的作用機(jī)理，如何選用降凝劑，降凝劑的應(yīng)用范圍，降凝劑的生產(chǎn)工藝，降凝劑的基本結(jié)構(gòu)一、降凝劑發(fā)明和為什么要使用降凝劑降凝劑的出現(xiàn)是在20世紀(jì)20年代末期，偶然發(fā)現(xiàn)了氯化石蠟與萘的縮合物具有降凝作用，并于1931年申請了第一個降凝劑專利；30年代相繼出現(xiàn)了氯化石蠟和酚的縮合物、聚甲基丙烯酸酯等商品的降凝劑，40年代聚丙烯酰胺、烷基聚苯乙烯等，50年代發(fā)表了聚丙烯酸酯、馬來酸酯-甲基丙烯酸長鏈烷基酯共聚物等，

2、60年代發(fā)表了烯烴聚合物、醋酸乙酯-富馬來酸酯共聚物等，70年代發(fā)表了α-烯烴共聚物、馬來酸酐-醋酸乙酯共聚物等降凝劑專利。迄今為止發(fā)表有關(guān)降凝劑的專利已有數(shù)百篇，合成的降凝劑也有數(shù)十種之多，但作為產(chǎn)品使用和銷售的不過十余種。其中常用的有烷基萘、聚酯類、聚烯烴類三大類。我們大家知道，傾點(diǎn)是在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，保持油品流動的最低溫度，是汽車等機(jī)械在冬季能否啟動的重要因素，在低溫下，環(huán)烷基油由于粘度增加而失去流動性，稱為粘度傾點(diǎn)，降凝劑對粘度傾點(diǎn)不起作用；而石蠟基油則由于析出蠟結(jié)晶形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而失去流動性，降凝劑就是降低油品的這種傾點(diǎn)。其實(shí)要想得到低傾點(diǎn)的潤滑油有兩種途徑，一是對基礎(chǔ)油進(jìn)行深

3、度加氫脫蠟，可以得到低傾點(diǎn)的基礎(chǔ)油，這樣油品的收率降低了，同時脫掉大量有用的正構(gòu)烴，也有損油品質(zhì)量和對添加劑的感受性；二是進(jìn)行適度的脫蠟后，再加降凝劑達(dá)到要求的傾點(diǎn)，這是一種比較經(jīng)濟(jì)可行的辦法，也是目前潤滑油調(diào)和企業(yè)比較采用的一種普遍手段。我們國家石蠟基潤滑油比例較大，降凝問題比較突出，所以油品中一般需要加入一定劑量的降凝劑。二、簡單分析降凝劑的作用機(jī)理和使用性能區(qū)別1、作用機(jī)理：首先我們要了解為什么含蠟油在低溫下凝固？含蠟油之所以在低溫下失去流動性凝固，是由于低溫下高熔點(diǎn)的固體烴也就是石蠟分子定向排列，形成針狀或者片狀結(jié)晶并相互聯(lián)接，形成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時將低熔點(diǎn)的油通過吸附或溶劑化

4、包于其中，致使整個油品失去流動性。有關(guān)降凝作用機(jī)理的說法較多，但根據(jù)降凝劑在含蠟基礎(chǔ)油成蠟不同階段所起的作用的不同，在當(dāng)前比較公認(rèn)的有晶核作用、吸附作用、共晶作用、吸附-共晶、增溶作用等。1.1晶核作用降凝劑在高于基礎(chǔ)油析蠟溫度下結(jié)晶析出，它起著晶核作用而成為蠟晶發(fā)育的中心，使基礎(chǔ)油中的小蠟晶增多，從而不易產(chǎn)生大的蠟團(tuán)。1.2吸附作用降凝劑吸附在已經(jīng)析出的蠟晶晶核活動中心上，從而能改變蠟結(jié)晶的取向,減弱蠟晶間粘附作用。1.3共晶作用降凝劑在析蠟點(diǎn)下與蠟共同析出，從而改變蠟的結(jié)晶行為和取向性，并減弱蠟晶繼續(xù)發(fā)育的趨向，蠟分子在降凝劑分子中烷基鏈上結(jié)晶。當(dāng)降凝劑分子中的碳鏈與蠟中碳鏈相等時，

5、降凝效果最好。由于降凝劑分子結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)，并不是所有的側(cè)鏈中的碳原子數(shù)參與共晶，僅有一部分參與共晶。因此，降凝劑分子中的烷基鏈長度必須大于蠟的碳鏈長度時，降凝效果較好。上述三種降凝機(jī)理都可能存在，在蠟形成晶核時，降凝劑起晶核作用而產(chǎn)生降凝效果，在蠟晶增長階段，吸附或共晶起作用，或者兩者共同起作。1.4吸附-共晶作用吸附-共晶理論，認(rèn)為若降凝劑長鏈烴與基礎(chǔ)油石蠟的正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布最集中的鏈相近，則在基礎(chǔ)油冷卻重結(jié)晶過程中，降凝劑與基礎(chǔ)油中的蠟同時析出共晶或被吸附在蠟晶表面；個別的沒有吸附降凝劑的蠟晶表面或其棱角成為結(jié)晶中心使蠟晶很快成長起來，當(dāng)新生成的蠟晶又被降凝劑包圍時，在它的棱角處又

6、會重新長出新的蠟晶，結(jié)晶過程就是按照這種連鎖方式進(jìn)行地，外形呈多枝狀的單晶晶體的連生體，形成樹狀結(jié)晶，從而降低基礎(chǔ)油的凝點(diǎn)、粘度等流變參數(shù)，改善了原有的低溫流動性能。在實(shí)際應(yīng)用中,很多人認(rèn)為，吸附與共晶是同時發(fā)生的，吸附形成共晶。1.5增溶作用理論增溶理論認(rèn)為，降凝劑如同表面活性劑，加降凝劑后，增加了蠟在油品中的溶解度，使析蠟量減少，同時又增加了蠟的分散度，且由于蠟分散后的表面電荷的影響，蠟晶之間相互排斥，不容易聚結(jié)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而降低凝點(diǎn)。李永明等曾提出把吸附-共晶理論與改善蠟的溶解性理論相結(jié)合，將會給降凝劑的作用機(jī)理更全面的解釋，但尚未證實(shí)。由于基礎(chǔ)油中石蠟和加入的降凝劑分子量分

7、布范圍都相當(dāng)寬、降凝劑的分子結(jié)構(gòu)多種多樣，并且晶體成核和生長是一個連續(xù)過程，因此上述幾種作用都有可能發(fā)生，究竟哪種(或幾種)作用機(jī)理起主導(dǎo)作用一直是人們研究和爭論的熱點(diǎn)問題。下表為降凝劑對蠟結(jié)晶生長方向的調(diào)整降凝劑圖表12、使用性能：降凝劑機(jī)理認(rèn)為：降凝劑是靠與蠟吸附或共晶來改變蠟的結(jié)構(gòu)和大小而起作用，因此降凝劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)對降凝效果有決定性的影響.對聚合型的PMA（聚甲基丙烯酸酯）來說，側(cè)鏈的平均碳數(shù)對降凝效果有決定性的意義，且對某