Page 199 - 《精细化工》2020年第5期
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第 5 期 李东城,等: 长侧链聚 α 烯烃减阻剂的合成及性能 ·1049·
衍射峰叠加而成。这是因为,侧链长度增加到一定
程度后,高分子侧链会形成结晶 [22-23] 。在室温下,
将 30 mg 聚合物溶于 15 mL 柴油中,观察聚合物的
溶解性,3 d 后,聚己烯、聚辛烯、聚癸烯完全溶解
且柴油中无块状物,聚十二烯只有部分溶解;7 d 后,
聚十二烯完全溶解于柴油中。无定型状态的聚烯烃
在成品油中的溶解性更好。所以,在室温使用条件
下,聚己烯、聚辛烯、聚癸烯作为减阻剂主要成分
溶解性可能较好 [24-25] 。
图 3 聚己烯、聚辛烯、聚癸烯和聚十二烯的 TGA 曲线
及聚辛烯的 DTG 曲线
Fig. 3 TGA curves of polyhexene, polyoctene, polydecene
and polydodecene, and DTG curve of polyoctene
4 种聚合物的 DSC 曲线如图 4 所示。
图 5 聚己烯、聚辛烯、聚癸烯和聚十二烯的 XRD 曲线
Fig. 5 XRD patterns of polyhexene, polyoctene, polydecene
and polydodecene
2.5 聚合产物的减阻性能测定
6
实验研究了相同数量级(相对分子质量 3×10 )
图 4 聚己烯、聚辛烯、聚癸烯和聚十二烯的 DSC 曲线 的聚己烯、聚辛烯、聚癸烯、聚十二烯,以及工业
Fig. 4 DSC curves of polyhexene, polyoctene, polydecene 化的 HG 减阻剂的减阻率,5 种聚合物减阻剂的扭
and polydodecene
矩-时间曲线如图 6 所示。
由图 4 可以看出,相对分子质量相差不大的 4
种聚合物的热学行为相差较大。聚合物的玻璃化转
变温度(T g )随着侧链长度的增加呈现先降低后升
高的趋势。这是聚辛烯和聚癸烯的分子链堆积密度
较小,聚合物内部的自由体积较大引起的 [21] 。并且
随着聚合单体侧链长度的增加,原本处于无定型的
聚合物出现熔点(T m ),可能是聚合物侧链结晶导致
的,并且随着侧链长度的增加,聚合物的 T m 呈现上
升的趋势。其中,聚癸烯出现高低不同的两个熔点,
这是主链和侧链结晶导致的 [22] 。
2.4 聚合产物的 XRD 分析 图 6 聚己烯、聚辛烯、聚癸烯、聚十二烯和 HG 减阻剂
聚合物的结晶会影响其在成品油中的溶解性, 的扭矩-时间曲线
选择结晶性较低的聚合物作为减阻剂可以提高溶解 Fig. 6 Torque and time curves of polyhexene, polyoctene,
polydecene, polydodecene and domestic HG drag
性能。对最佳聚合条件聚合的 4 种样品在室温下进
reduction agent
行 XRD 测试,结果如图 5 所示。
由图 5 可以看出,室温下,聚己烯、聚辛烯、 由图 6 可知,未添加减阻剂时,扭矩基本保持
聚癸烯 3 种聚合物处于无定型状态,没有尖锐的衍 在 0.100 N,在 300 s 时加入聚合物减阻剂,30 s 后,
射峰,而聚十二烯由于其 T m 为 40 ℃以上,在室温 扭矩急速降低至最低点,最后扭矩值稳定在一定范
下存在部分结晶,在 2θ 为 10°时有较为尖锐的衍射 围之内。扭矩值最低点对应聚合物减阻剂的减阻率
峰,在 2θ 为 20°时的衍射峰也可以视为由两个尖锐 数值采样点,通过对比扭矩最低点的数值即可比较