EVA型聚合物分子设计、合成与应用研究

EVA型聚合物分子设计、合成与应用研究

张金利[1]2003年在《EVA型聚合物分子设计、合成与应用研究》文中认为添加柴油降凝剂生产低凝柴油,可使部分蜡油馏分深度切割成为柴油馏分,拓宽了柴油馏程,节约了资源;同时具有操作灵活简便、费用低、见效快,保留高十六烷值的蜡组分等特点,是一种增产高品质柴油的有效方法,对于提升我国炼油企业的国际竞争力具有重要的作用。本文首先对乙烯—醋酸乙烯(EVA)类柴油降凝剂进行了合成与降凝效果研究,获得了该类聚合物的合成规律,初步考察了其降凝效果,为实验研究该类降凝剂作用机理提供了实验样品。通过对柴油低温析蜡过程中蜡晶形貌观测、柴油降温过程的DSC测量和蜡晶的XRD研究,从实验的角度对该类降凝剂的作用机理进行了系统的研究,确定了该类降凝剂的降凝机理为共晶和吸附共同作用,为该类降凝剂的分子设计与优化提供了基础。采用密度泛函、半经验量子化学、分子力学和分子动力学等方法直接从微观上对EVA类降凝剂分子与烷烃分子之间的相互作用规律及其在蜡晶晶面上的吸附能和吸附规律等进行了模拟计算。计算表明,其分子中的极性基团增加了分子的局部刚性,而分子的非极性部分与烷烃分子保持了很好的亲和性,从而使其可以进入蜡晶格形成共晶。在各种乙烯—醋酸乙烯—丙烯(EVAP)降凝剂中,当EVAP酯含量在30%左右,且在每个链段含有一个靠近酯基的甲基支链时容易在蜡晶的成核和生长过程中发挥作用。根据分子模拟和初步降凝实验结果,降凝剂EVAP是降低冷滤点效果最好的降凝剂。因此,对分子设计的EVAP降凝剂进行了实验合成,并进行了放大实验和工业生产;将工业产品在我国部分炼厂进行了工业应用,获得了较其它降凝剂更好的降低冷滤点的效果。为了使工业应用EVAP进行加剂低凝柴油的生产更为方便,针对燕山石化公司炼油厂的工业应用情况,以五种组分柴油的质量百分组成、粘度、折光指数、馏程宽度、冷滤点及降凝剂加入量共26个参数为输入节点,隐含层50个神经元,调和油冷滤点为输出层节点,构成神经网络,且设定MSE为0.5℃时,对空白与加剂调和柴油冷滤点的预测结果最好,该神经网络模型可以较好地指导工业柴油调和。

梁轶聪[2]2007年在《乙烯—醋酸乙烯酯橡胶与热塑性聚氨酯弹性体的相容性研究》文中认为本文主要针对乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)和热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混物的相容性展开研究。实验采用HAAKE转矩流变仪为混炼设备,通过熔融共混法制备了EVM400(VA=40wt%)/TPU和EVM700(VA=70wt%)/TPU两种共混物。论文首先从混炼工艺参数和填料的种类及其用量着手探讨了共混物的最佳共混条件;继而以电子拉力机、橡胶加工分析仪、毛细管流变仪、相差显微镜、偏光显微镜、扫描电镜、差示扫描量热仪和红外光谱仪等仪器为手段,根据材料的静态力学性能、动态力学性能、流变性能、热转变性能、相形态结构以及分子化学结构等系统考察了两种共混物的基本性能和共混组分之间的相容性;论文还围绕增容剂EVM-g-MAH和EVM-g-FME对共混物的增容效果与机理作了专门研究。研究结果表明,用HAAKE流变仪制备共混物时,可选取混炼器转子转速为45转/min、混炼时间10-15min、起始混炼温度150-160℃、排料温度180-190℃,此时的混炼效果最好。未填充的EVM/TPU共混物难以成型加工,加入填料可提高共混物黏度,消除物料内部气体,改善共混物成型加工性能,填充30份白炭黑可获得较好的填充效果,采用模压法可制得合格试片。与EVM400相比,EVM700与TPU的溶解度参数比较接近,实验结果显示EVM700/TPU共混物的实际密度大于理论密度值,表明EVM700/TPU的相容性优于EVM400/TPU。观察发现,EVM与TPU在共混物中的分散状态呈海岛结构,其中EVM为岛相,TPU为海相;而且随着EVM含量的增加未出现相反转,只是由于EVM相区过大局部现示双连续相分布。EVM700组分在共混物中的相畴尺寸小于EVM400,分散更为均匀;共混物的力学性能随TPU含量的增加而升高。流变特性实验表明,共混物呈现剪切变稀规律,属于“切敏性”材料。当共混物中的EVM/TPU比例为50/50时其动态力学性能较低,耐热性能最差。实验发现,上述两种增容剂可明显改善EVM和TPU在共混物中的相容性。观察发现,加入EVM-g-MAH增容剂后,EVM400/TPU共混物中两组分之间的相界面变得模糊,其中EVM组分的分散效果得到改善,相区尺寸明显减小,共混物拉伸力学性能提高,增容效果明显。实验还显示,EVM-g-MAH用量在8-12分效果最佳。而对于EVM700/TPU共混体系,增容剂EVM-g-MAH的加入似乎导致了EVM700组分的进一步聚集,恶化了原先的分散状态,说明增容效果不佳。动态力学性能测试表明,两种增容剂的加入均能提高共混物的动态力学性能,其中EVM-g-MAH的效果更为明显。流变性能测试表明,EVM-g-MAH的加入提高了共混物的表观粘度;实验还表明,增容剂的加入提高了EVM400/TPU共混物的耐热空气老化性能,但EVM700/TPU共混体系的耐热空气老化性能有所降低。

王立春[3]2011年在《新型含磷阻燃剂的合成及无卤阻燃交联EVA复合材料的制备与性能研究》文中提出随着高分子材料的不断蓬勃发展,由此带来的火灾隐患和火灾危害成为人们关注的重要问题。当前,对高性能、高效、环境友好聚合物阻燃材料的要求不断提高,阻燃评价方法不断完善和更加科学,世界各国阻燃法规日趋严格,特别是欧盟两项指令“废弃电子电器设备指令"(West Electrical and Electronic Equipment Directive,WEEE)(2003年3月生效)及“电子电器设备中禁用有害物质指令”(Restriction of Hazardous Substances Directive,RoHS)的颁布,使得传统卤素等阻燃体系受到严峻挑战,研究和开发新型高效的无卤阻燃体系显得非常迫切和必要。聚烯烃材料在电线电缆领域被广泛使用。EVA树脂是聚烯烃材料家族中的重要成员之一,它的氧指数较低(< 19%),燃烧时热释放速率较大,并伴有熔融低落和大量烟雾,因此必须进行阻燃改性。本论文选择具有较高VA含量(50%)的EVA为基体树脂,采用过氧化物DCP进行交联;首先通过叁氯氧磷(POCl_3)与季戊四醇(PER)脱氯化氢的反应合成含磷阻燃剂中间体—双官能团化合物螺环季戊四醇双磷酸酯二酰氯(SPDPC),然后将SPDPC与DOPO结合起来合成出两种不同分子结构的新型含磷阻燃剂(SPDH和SPDV),将SPDH和SPDV分别应用于EVA的阻燃,研究其阻燃机理;采用过氧化物交联方法,考察氢氧化铝、氢氧化镁无卤阻燃EVA复合材料的阻燃、力学、电学和热老化等性能,并将合成的含磷含硅阻燃剂SPDV用于EVA/MDH复合材料的阻燃优化研究;同时,研究SPDV改性MWCNTs和OMMT阻燃交联EVA基复合材料的阻燃性能,深入分析其阻燃机理;分别采用CaCO_3、NG、EG对EVA/APP/PER/ZB阻燃交联复合材料进行阻燃优化,研究石墨膨胀及氧化前后对EVA基交联复合材料阻燃性能的影响,分析材料成炭性与阻燃性能的关系,研究和探讨其阻燃机理。研究无机填充EVA基复合材料的导热与阻燃性能的关系。⒈新型含磷阻燃剂(SPDH和SPDV)的合成及表征:从分子设计和合成出发,采用化学反应将几种阻燃官能团结合到单分子阻燃剂当中;以叁氯氧磷(POCl_3)、季戊四醇(PER)、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、对苯醌(HQ)和乙烯基甲基二甲氧基硅烷(VMDMS)为原料,合成出含磷阻燃剂SPDH和含磷含硅阻燃剂SPDV,通过FTIR、NMR、GPC、TGA等测试和分析对两类阻燃剂中间体和终产物进行结构表征和热性能分析。TGA测试结果表明:阻燃剂SPDH和SPDV均具有良好的成炭性,相比较而言在空气中SPDV的炭渣热稳定性更高,温度达800℃时的残炭量仍为44.6%,这是由于SPDV在受热氧作用下可以形成硅氧硅的交联结构,从而提高了其残炭高温下的热稳定性。⒉SPDH、SPDV阻燃交联EVA基复合材料的研究将合成的两种阻燃剂SPDH和SPDV分别应用于EVA的阻燃改性,采用熔融共混的方法制备无卤阻燃交联EVA/SPDH和EVA/SPDV复合材料,研究结果表明:阻燃剂SPDH和SPDV的加入都降低了EVA的PHRR、THR、EHC和MLR,提高了其FPI、燃烧成炭率和LOI,当阻燃剂SPDV添加量达20phr时,其UL-94垂直燃烧可达V-2级,研究表明EVA/SPDH和EVA/SPDV复合材料的阻燃性均得到明显改善;SPDH和SPDV的加入降低了材料的初始热分解温度,点燃时间稍有缩短;EVA/SPDH阻燃交联复合材料的生烟速率和总生烟量均有所增加,而阻燃剂SPDV的加入使得材料的总生烟量有所降低,EVA/SPDV复合材料的残炭量提高更明显,这与含硅化合物的引入提高了炭层的热稳定性并促进成炭有关。通过SEM观察燃烧残炭,可以发现EVA/SPDH复合材料的炭渣出现一些小的孔洞结构,而EVA/SPDV阻燃交联复合材料的炭渣相对前者较为致密,EDS测试结果发现其炭渣外表面硅含量较内部稍高,表明在燃烧时含硅化合物会向炭层表面迁移,这提高了炭层的热稳定性。⒊纳米阻燃剂(MWCNTs、OMMT)阻燃交联EVA基复合材料的研究采用合成的阻燃剂SPDV对MWCNTs进行有机化改性得到MWCNTs-g-SPDV,分别采用FTIR、NMR、TEM和TGA对其结构和热性能进行表征;将MWCNTs和MWCNTs-g-SPDV分别应用于EVA的阻燃,研究结果表明:EVA基阻燃交联复合材料的热稳定性得到改善,同时其PHRR、AHRR均明显降低,TTI、FPI和燃烧残渣均明显增加,表明EVA的阻燃性明显改善;与未改性的MWCNTs相比较,改性后的MWCNTs-g-SPDV对EVA阻燃性的提高更明显,这与其在EVA基体中分散性的提高及其引入的阻燃剂具有促进成炭作用有关。另一方面,将MMT和OMMT分别应用于EVA的阻燃,采用XRD、TEM表征EVA/MMT和EVA/OMMT复合材料的微观结构;研究结果表明:EVA/OMMT插层复合材料的阻燃性得到明显改善,而MMT的加入对阻燃性的改善很小,这是由于OMMT与EVA基体形成插层复合结构,燃烧过程中蒙脱土的无机片层会向材料表面迁移并形成类似“迷宫”的屏障结构,从而起到隔热隔氧的作用,并促进成炭,从而有效提高阻燃性能;而燃烧时OMMT的迁移运动能力是影响成炭性和阻隔作用的重要因素。⒋无机金属氢氧化物(ATH、MDH)阻燃交联EVA基复合材料的性能及其阻燃优化研究分别采用乙烯基甲基二甲氧基硅烷(VMDMS)改性的ATH和氨基硅烷改性的MDH为阻燃剂,DCP为交联剂,DDA为防老剂组成的不同配方,考察其阻燃、力学、电学、热老化和流变性能,研究结果表明:EVA/ATH、EVA/MDH复合材料的阻燃性均明显提高,拉伸强度和断裂伸长率有所降低,击穿强度和体积电阻率略有下降,但仍保持了较高的水平,可以满足无卤阻燃电缆护套材料的使用要求;当DDA的添加量由0.5phr增加到2.5phr时,优化的EVA/MDH复合材料耐温等级由原来105℃提高到125℃。同时,将合成的阻燃剂SPDV对EVA/MDH复合材料进行阻燃优化,研究结果表明:EVA/MDH复合材料的阻燃性进一步提高,UL-94垂直燃烧可达V-0级,MDH和SPDV并用具有明显的膨胀阻燃现象,具有协同阻燃效应;无机阻燃剂MDH在燃烧过程中可以抵抗热辐照和火焰作用引起的样品变形及熔滴,同时MDH和SPDV并用发生膨胀阻燃作用,形成的炭层具有更高的强度,可以更有效的起到屏蔽阻隔和发挥磷/硅的阻燃作用,由此提高阻燃效率。⒌膨胀阻燃体系阻燃交联EVA基复合材料的阻燃性能及其机理研究分别采用CaCO_3、NG、EG对EVA/APP/PER/ZB阻燃交联复合材料进行阻燃优化,研究结果发现:CaCO_3、NG、EG的加入均进一步降低了复合材料的PHRR、THR、SPR,增加了FPI、TTI及燃烧残渣,表明其阻燃性和抑烟性均进一步改善,表现出明显的阻燃协同效应。分析和研究其炭渣结构发现:CaCO_3、NG、EG的加入均明显提高了炭渣的热稳定性和强度,这是其阻燃性进一步改善的重要原因。进一步研究NG、EG和GO阻燃交联EVA基复合材料的阻燃性,研究结果发现:EVA/EG复合材料的阻燃性和抑烟性提高最明显,而EVA/NG、EVA/GO复合材料的阻燃性提高幅度相对较低,EVA/GO复合材料的抑烟性提高最小。原因是由于EG燃烧时发生巨大膨胀,形成许多具有层间空隙的石墨保护层,有效延缓了热、氧的传递,降低了燃料的热分解和扩散速度,并促进成炭;而EVA/NG、EVA/GO阻燃交联复合材料几乎没有膨胀阻燃效果,GO因为氧化作用其石墨片层受到破坏,阻隔性下降,热稳定性大大降低,因此对阻燃性的提高比较有限,阻燃性和抑烟性均低于NG和EG。⒍无机填充EVA基复合材料的导热与阻燃性能的关系探讨测试和分析无机填充EVA/MDH、EVA/ATH、EVA/EG、EVA/MMT和EVA/Cu复合材料的导热与阻燃性的关系,研究结果表明:无机填充EVA基复合材料的导热系数与点燃时间的变化呈正比例变化关系,可以通过提高EVA的导热性来提高其点燃时间,从而改善其耐燃性。

吴昊天[4]2014年在《功能化聚烯烃共聚物的合成与性能研究》文中认为聚烯烃的功能化因其在非极性聚烯烃材料的改性和应用拓展方面发挥重要作用,所以一直是学术界和工业界关注的研究热点之一。功能化聚烯烃接枝共聚物是聚烯烃功能化的目标产物之一,其制备方法主要有叁种:偶合接枝法、引发接枝法和直接接枝法。本文利用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)通过原子转移自由基聚合(ATRP)的方法制备出一系列聚烯烃为主链、聚苯乙烯(PS)为支链的功能化聚烯烃接枝共聚物EVAL-g-PS,并对其在有序多孔聚合物薄膜材料以及聚烯烃共混物制备中的应用进行了初步研究。(1)通过对EVA的水解得到乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL),将所得侧链羟基进行基团转化得到大分子引发剂EVAL-Br,进而引发苯乙烯的ATRP聚合制备出一系列功能化聚烯烃接枝共聚物EVAL-g-PS。利用高温核磁共振氢谱(1H NMR)、高温凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了分析和表征,确证了它们的分子链结构和相对分子质量。(2)通过扫描电子显微镜(SEM)对低密度聚乙烯/聚苯乙烯(LDPE/PS)以及EVA/PS共混物样品的断面形貌进行观察,证明EVAL-g-PS接枝共聚物是上述两个共混体系的良好共混相容剂,可以有效地改善两种互不相容聚合物材料的表面能,进而实现共混材料的均一化和高性能化。(3)首次以EVAL-g-PS为成膜材料,利用静态呼吸图法成功地制备出有序微孔聚合物薄膜或微球,并系统研究了有机溶剂、聚合物浓度以及成膜氛围对结构薄膜的表面形貌及其孔径大小的影响。对微孔聚合物薄膜进行紫外交联处理,并通过静态水接触角测试结果确证了聚合物薄膜润湿性的改善。实验结果表明:在100℃的条件下,反应时间为20 h,可通过大分子引发剂引发的苯乙烯ATRP聚合得到的接枝共聚物EVAL-g-PS (Mn=3.8-11.8×104 g/mol, PDI=2.31-4.66)。 EVAL-g-PS共聚物可以作为良好的相容剂在LDPE/PS和EVA/PS共混体系中得到应用。该接枝共聚物可在CHCl3溶剂中,温度为22℃,相对湿度为95%的条件下,利用静态呼吸图法制备得到有序微孔薄膜材料,其平均孔径为2.4-3.8μm,

李继新[5]2007年在《聚乙烯(PE)导电泡沫复合材料电性能的研究》文中研究表明以乙炔炭黑(ACET)和特导炭黑(HG-1P)为导电填料,聚乙烯(PE),乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)、乙丙橡胶(EPR)等高聚物为基体,偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,采用开炼共混—模压发泡制备了一系列PE复合体系导电发泡复合材料,考察了不同组分在不同配比下对复合材料的发泡性能和阻-温特性的影响。研究结果发现高炭黑(CB)含量的PE/EVA(EPR)/CB复合材料的发泡窗口很窄,发泡过程对材料配比及工艺条件要求苛刻。HDPE/EVA(EPR)/CB导电发泡复合材料具有良好的开关特性,乙炔炭黑填充HDPE体系导电发泡复合材料具有良好的PTC特性,而特导炭黑填充HDPE体系导电发泡复合材料具有较强的NTC特性,HDPE/EPR/LDPE/ACET体系导电发泡复合材料的PTC强度与HDPE/EVA/LDPE/ACET体系导电发泡复合材料相比有所降低,且NTC效应更为明显; LDPE/EVA/ACET体系导电发泡复合材料和LDPE/EVA/HG-1P体系导电发泡复合材料均具有良好的开关特性,呈现明显的PTC特性;对EVA/PE/ CB导电泡沫复合材料的研究结果,发现特导HG-1P的导电性高于ACET,其填充的聚合物导电性优于乙炔炭黑,EVA/PE/ CB体系具有较强的NTC特性。CB填充的PE/EVA体系发泡复合材料的导电特性与CB的品种及PE和EVA的配比有直接关系。ACET适宜于PTC材料;HG-1P由于其高导电性和高结构性更适宜于NTC材料。HDPE由于其高结晶性和线性大分子结构适宜于PTC材料;EVA由于其分子链上含有大量的酯基和非结晶性更适宜于NTC材料。

杨智勇[6]2005年在《柴油低温流动改进剂的制备和应用研究》文中研究说明柴油的低温流动性能是影响柴油冬季使用的主要因素,加入柴油低温流动性能改进剂是提高柴油低温流动性能的首选方案。研究具有良好使用效果的柴油低温流动性能改进剂具有重要的意义。本文首先在常压条件下,合成了苯乙烯和马来酸酐或富马酸共聚物的胺化和酯化衍生物,研究了不同侧链碳数的酯化物和胺化物对降低柴油冷滤点效果的影响,苯乙烯与马来酸酐或富马酸共聚物的酯化物、胺化物对柴油有一定的降凝效果,与富马酸的聚合物要比与马来酸酐的共聚物效果稍好,其原因为富马酸聚合物的刚性较好,极性部分分布均匀。此类降凝剂合成所用脂肪胺或酯的碳数影响其对柴油的降冷滤点效果,当侧链碳数为16或18时效果较好;其次,在高压条件下以乙烯和醋酸乙烯为单体,进行共聚,研究了反应温度、反应压力、引发剂用量、醋酸乙烯酯的用量对共聚物结构和降冷滤点效果的影响,进而考察了不同溶剂条件下和加入丙烯或异丁烯第叁单体对聚合物的结构和降冷滤点效果的影响;第叁,以邻苯二甲酸酐和不同碳数的胺合成邻苯二甲酸二烷基铵盐或酰胺化合物,考察胺碳数对降冷滤点效果的影响,极性含氮化合物单独使用对柴油具有降凝效果。其中单酰胺单铵盐的效果比双酰胺的效果要好,而且,胺和铵盐的碳氢链较长,使用效果好;最后用合成的各种柴油低温流动改进剂,进行复配,研究其最佳的复配方案,以达到加强柴油低温流动改进剂使用效果的目的。

徐瑛[7]2013年在《酰胺化改性型原油降凝剂的合成与应用》文中进行了进一步梳理国内原油大多是含蜡量较高,以及胶质和沥青质的含量较多的稠油,这类原油的析蜡点温度较高,在温度降到其析蜡点温度时,石蜡晶粒会从原油中沉淀析出,温度继续降低,蜡晶析出量逐渐增多,相互连接易形成叁维空间网状结构,把原油中的轻质组分包裹在其中,从而使原油失去流动性。这样,对于原油的储运就要求有较高的温度或使原油的凝固点降低,让它不能析出蜡晶来阻碍流动。目前,国内外普遍采用向原油中添加降凝剂的方法来降低原油的凝固点和粘度。由于原油组分的复杂性,以及不同地区原油的差异性,使得不同的降凝剂对不同原油的敏感性有所不同。另外,从分散蜡晶方面来说,向降凝剂分子中引入胺盐、酰胺基等极性高的分散性基团可以提高降凝剂的分散性。本文选用不同碳数的高碳脂肪胺改性合成马来酸酐共聚物类降凝剂主单体,并对延长石油集团延安原油的降凝、降黏效果进行考察,设计出合适的原油降凝剂。本文首先将苯乙烯(St)与马来酸酐(MA)进行聚合反应生成二元共聚物(SMA)中间体。在n(马来酸酐):n(苯乙烯)=1:1,聚合反应温度为80℃,溶剂丙酮用量(占反应体系总质量)为90%,引发剂过氧化苯甲酰用量(占反应物总量)为1.0%的条件下反应,得到聚合产率达到88.64%。对产物结构经红外光谱表征。然后将反应中间体SMA与不同长度碳链的高碳脂肪胺(C12、C16、C18胺或其混合胺)在催化剂对甲苯磺酸的催化作用下,进行酰胺化接枝反应合成酰胺化改性型原油降凝剂主单体。不同碳数的胺改性合成的降凝剂单体对原油进行降凝性能测试,得到混合胺改性制得的原油降凝剂单体的降凝效果要优于单一胺改性合成的降凝剂单体。在n(SMA):n(高碳胺)=1:1.5,催化剂用量(占反应物总量)为1.5%,反应时间为5h,反应温度为80℃的条件下进行反应,合成了用混合胺改性的原油降凝剂,用得到的此原油降凝剂对延长石油集团延安原油做凝点测试实验,结果表明,其凝固点降低了9℃。产物的结构经红外光谱进行表征,证明制得的产物官能团结构与预期的分子设计一致。最后,用混合胺改性合成的原油降凝剂单体对延长石油集团延安原油,在不同加剂条件下进行降凝、降粘以及蜡晶形态等性能测试,并将其与市场上现有原油降凝剂对比,结果表明,在原油加热至60℃时加入0.3%的降凝剂,此时,降凝剂的作用较明显,降凝效果较优,并且在降凝降粘等性能上优于市场上现有的原油降凝剂。此外,将混合胺改性制得的原油降凝剂与不同类型的表面活性剂复配对延长石油集团延安原油进行应用,结果表明,季铵盐阳离子型双子表面活性剂与此种降凝剂有较好的配伍性,能使降凝剂在原油中更好地溶解分散,提高了降凝效果。

杨建正[8]2012年在《梳型聚合物结构对柴油低温流动性影响》文中提出由于普通柴油的凝点和冷滤点较高,给其在低温下,尤其是冬季的使用带来较大的困扰。本文合成并系统研究了MAC梳型聚合物的化学结构与其降凝、降滤性能之间的关系,主要借助流变学、冷滤点测试、DSC和偏光显微镜等手段研究聚合物对柴油低温流动性的影响,并对其规律及作用机理进行了深入研究。采用自由基聚合的方法,使马来酸酐与a-烯烃共聚并以不同碳链长度的脂肪胺进行侧链修饰,最终得到MAC梳型聚合物。利用核磁共振氢谱(’H NMR)对梳形聚合物的化学结构进行了表征,定量分析了聚合物分子中极性和非极性基团的比例。采用尿素络合法分离了柴油中的正构烷烃,并通过GC-MS测得了0#柴油、-10#柴油和龙宇0#柴油的平均碳数;运用冷滤点测试、DSC分析、偏光显微镜和流变学方法研究了梳形聚合物与柴油低温性能的相关规律。结果表明,梳型聚合物可以改善叁种柴油的低温流动性,且不同梳型聚合物对不同种类柴油的效果不同。其中,对龙宇0#柴油的流动性能改善效果最为明显。运用冷滤点测试和偏光显微镜等手段,重点研究了聚合物侧链长度、极性基团与非极性基团比例以及聚合物主链长度对柴油低温流动性影响。结果发现,由于MAC的侧链上主要是远离极性基团的一部分碳链参与结晶,因此实际参与共晶部分的平均碳数偏小。当MAC侧链长度略高于正构烷烃的平均碳数时,改性效果最好。此外,调控MAC的极性基团与非极性基团的比例,可使MAC分子主链更好地吸附在析出的蜡晶表面上,而分子中的极性基团阻碍蜡晶生长,从而达到对柴油低温改性的效果。适当调节聚合物主链的长度,可以改善聚合物在柴油中的溶解度和结晶能力,使MAC在柴油中的结晶温度与柴油中蜡的结晶温度匹配更好,进而对柴油有显着的低温改性效果。综上所述,MAC系列梳型聚合物可用于改善柴油低温流动性,其结构对柴油的低温流动性影响显着。研究MAC分子结构,深入考察其对柴油低温流动性作用机理具有重要的理论研究意义和经济价值。

成功[9]2016年在《改性醋丙聚合物水泥防水涂料的合成与应用研究》文中指出随着国民经济近年来的快速增长,和对环保的日益重视,以聚合物乳液为基础的聚合物水泥防水涂料(JS)由于其刚柔相济、低碳、环保,在防水材料领域的应用也日益广泛。在目前的JS防水涂料领域,以纯丙乳液和苯丙乳液具有良好的综合性能,但成本较高;聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳液防水涂料以其较高的性价比占据了较大的市场份额,但乳液成膜温度高,耐寒性不好,在冬季和北方地区应用受限。聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液成本低廉,但是PVAc乳液耐水性和机械性能都不太好。为了开发具有高性价比和较高综合性能的新涂料品种,本论文在PVAc乳液基础上对其进行共聚及交联改性研究,并通过复配来获得性能良好的防水涂料。论文首先以醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为共聚单体,采用γ-甲基丙酰氧基叁甲基硅烷(KH-570)为有机硅交联单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,选择复合乳化剂OP-10与MS-60,以半连续乳液聚合工艺,制备了有机硅改性醋丙乳液。考察了引发剂、乳化剂、交联剂对乳液稳定性、单体转化率、耐水性等的影响,研究了聚合各阶段产物序列结构的组成情况,并对乳液用于JS防水涂料进行了研究。通过实验发现在有机硅用量为2.0 wt.%、复合乳化剂OP-10/MS-60=1?1、乳化剂用量为2.0 wt.%、引发剂用量为0.5 wt.%的条件下获得稳定性良好的改性乳液,吸水率下降至14.80%,复配JS防水涂料发现涂料断裂伸长率为201.56%,拉伸强度为1.43 MPa,综合性能符合GB/T23445-2009的技术指标。最后在实验研究基础上对改性乳液进行了中试,产品经用户试用反映良好。论文还以VAc、BA、AA为共聚单体,采用环保HA交联单体,以APS为引发剂,反应性乳化剂COPS-1与SN-15,以半连乳液聚合工艺,合成出了HA改性醋丙乳液,并复配水泥、重钙粉等制备了无甲醛JS防水涂料。考察了温度、引发剂用量、HA用量等对乳液及防水涂料性能的影响。研究结果表明:反应温度80℃,两种主单体配比6?4,引发剂用量为0.5 wt.%,乳化剂用量为2.0 wt.%,且SN-15?COPS-1=1?1,HA用量为3 wt.%,分散剂用量为2.0 wt.%,消泡剂用量为0.4 wt.%的条件下制备的JS防水涂料稳定性好,断裂伸长率达到204.77%,拉伸强度达到1.86 MPa,吸水率下降至7.16%,综合性能达到GB/T 23445-2009的技术指标,涂膜微观形貌上缺陷少,性能达到了预定标准。

姜和健[10]2014年在《梳型聚合物侧链芳香度和联接基长度对含蜡原油流变性能的影响》文中提出由于蜡沉积导致管道堵塞给原油运输带来了严重的困扰,本课题旨在研究梳型聚合物与原油中蜡、沥青质分子的组装行为,以及提高原油的低温流动性的机理。选择辽河高凝油作为研究对象,利用美国ASTM和中国石油行业标准分离出原油中的石蜡和沥青质组分,并使用气质联用色谱和核磁共振氢谱分析了石蜡组分的碳数分布。为了研究原油各组分和梳型聚合物之间的作用机理,根据原油组分分析结果配制了模型油。模型油含有混合石蜡和从辽河原油中提取的沥青质,其中混合石蜡与原油中石蜡具有相同的碳数分布。通过自由基聚合和侧链化学接枝合成了两种类型的梳型聚合物:一种是含不同芳香侧链的MAC、AMAC和NMAC系列,主要研究梳型聚合物侧链的芳香度对梳型聚合物与石蜡、沥青质组装的影响;另一种是侧链含不同长度联接基的AMAC、EMAC和BMAC系列,旨在研究联接基长度对苯环和沥青质之间组装的影响。利用核磁共振氢谱(1HNMR)对上述梳型聚合物结构进行了表征,并通过峰面积计算出聚合物分子中极性/非极性基团的摩尔比例,得到侧链基团接枝度。采用高级旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(PLM)等表征手段综合研究了梳型聚合物对模型油和原油中蜡晶的结晶行为、沥青质聚集状态的影响。发现AMAC、MAC和NMAC叁种聚合物都能提高含蜡原油的流动性能,且AMAC比MAC和NMAC的作用效果都要好。究其原因,除了长链烷基可以与蜡共晶破坏蜡的规整结构外,芳香侧链与沥青质基团间的作用可以削弱沥青质片层的堆砌结构;NMAC效果最差可能是由于萘环分子空间位阻大而妨碍了和沥青质分子的相互作用。在第二类梳型聚合物中,发现在实验范围内联接基越长,梳型聚合物对于原油流动性能的改善效果越好。因此,侧链含有较低芳香度(苯环)的梳型聚合物能够更加有效的降低蜡晶尺寸、提高沥青质的分散性;侧链联接基越长,侧链上的苯环可充分与沥青质作用,分散沥青质片层,从而可进一步改善原油流动性。本文为设计更为高效的新型聚合物降凝剂提供了理论和实验依据。

参考文献:

[1]. EVA型聚合物分子设计、合成与应用研究[D]. 张金利. 天津大学. 2003

[2]. 乙烯—醋酸乙烯酯橡胶与热塑性聚氨酯弹性体的相容性研究[D]. 梁轶聪. 青岛科技大学. 2007

[3]. 新型含磷阻燃剂的合成及无卤阻燃交联EVA复合材料的制备与性能研究[D]. 王立春. 上海交通大学. 2011

[4]. 功能化聚烯烃共聚物的合成与性能研究[D]. 吴昊天. 天津科技大学. 2014

[5]. 聚乙烯(PE)导电泡沫复合材料电性能的研究[D]. 李继新. 吉林大学. 2007

[6]. 柴油低温流动改进剂的制备和应用研究[D]. 杨智勇. 天津大学. 2005

[7]. 酰胺化改性型原油降凝剂的合成与应用[D]. 徐瑛. 陕西科技大学. 2013

[8]. 梳型聚合物结构对柴油低温流动性影响[D]. 杨建正. 华东理工大学. 2012

[9]. 改性醋丙聚合物水泥防水涂料的合成与应用研究[D]. 成功. 湖北工业大学. 2016

[10]. 梳型聚合物侧链芳香度和联接基长度对含蜡原油流变性能的影响[D]. 姜和健. 华东理工大学. 2014

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