长侧链聚α烯烃减阻剂的合成与性能研究

以Ziegler-Natta催化剂TiCl4/Al(i-Bu)3为催化体系，己烯、辛烯、癸烯和十二烯四种长链α-烯烃为聚合单体，制备得到超高相对分子质量聚烯烃减阻剂。考察了聚合反应条件对聚合物相对分子质量的影响，以及单体侧链长度对聚合物结晶性和减阻性能的影响。结果表明：最佳聚合条件为，主催化剂TiCl4浓度为5.2×10-4mol/L，聚合单体与环己烷体积比为1:1，反应时间至少为1440mins（24h）， 此 时聚合产物重均相对分子质量达到3.50×106；通过13C NMR对聚合物进行分子结构表征，证明聚合完全且为目标产物；DSC曲线和XRD谱图表明，随着聚烯烃的侧链长度增加，聚合物结晶性增强， 影 响聚合物减阻剂溶解性。采用旋转圆盘测试方法表征了聚合物减阻率结果表明，在相同相对分子质量条件下，随着聚合物的侧链长度增加，减阻率明显提高。     

聚α-烯烃油品减阻剂减阻性能研究

以1-癸烯为聚合单体,在Ziegler-Natta催化剂TiCl3/AlR2Cl上进行α-烯烃催化聚合研究,考察了主催化剂和助催化剂用量、聚合反应温度及聚合物相对分子质量对聚α-烯烃油品减阻剂减阻性能的影响,确定最佳减阻聚合工艺条件为V(1-癸烯)∶m(TiCl3)∶V(AlR2Cl)=100 mL∶50 mg∶0.25 mL,聚合反应温度为265 K,在该条件下减阻率为45.3%,为高性能减阻剂的工业化开发提供参考。     

溶液聚合法制备油溶性减阻剂

为提高聚α-烯烃的减阻率,采用正交实验法,对影响α-烯烃溶液聚合物减阻性能的因素进行了考察。用GPC对溶液聚合物的相对分子质量分布进行了表征,用室内模拟环道评价装置测定了聚合物的减阻率、抗剪切性能。实验结果表明,聚合反应最佳工艺条件为:溶剂原料体积比1∶1,主催化剂浓度0.4 mol/m3单体,铝钛摩尔比20∶1、硅钛摩尔比4∶1。溶剂的极性对聚合反应过程和产物减阻性能有显著影响,极性越大,聚合反应速度越快,聚合物减阻率越大。GPC分析结果表明,中试装置溶液聚合物的重均相对分子质量可达到5.0×106以上,减阻率55%-63%,具有工业化价值。     

1-戊烯/1-十二烯高分子减阻剂的合成与评价

以TiCl_4/MgCl_2为主催化剂,Al(i-Bu)3为助催化剂,α-烯烃为单体,利用溶液聚合法合成了1-戊烯/1-十二烯二元共聚物减阻剂,首次将1-戊烯作为单体引入减阻剂的制备中。利用室内环道评价聚合物的减阻性能,并考察了反应条件对减阻效果的影响。结果表明,最优聚合条件为戊烯添加量为0.05 m L,十二烯用量为16 m L,主催化剂用量为0.08 g,助催化剂用量为0.1 m L,聚合温度为5℃,此时减阻率可达57.62%。~1HNMR、~(13)CNMR对二元共聚物的表征结果表明烯烃聚合完全;一元和二元共聚物的XRD谱图对比结果表明,在1-十二烯中引入1-戊烯共聚可显著降低聚合物的结晶度。     

结晶性对本体共聚高聚物减阻性的影响研究

通过采用XRD测试聚合产物结晶性能,考察聚合产物结晶性对减阻率的影响,结果表明:少量的添加α-癸烯能够改变α-十二烯本体均聚的结晶性,从而达到提高本体均聚产物减阻率的目的。反应最佳工艺条件为单体配比C10︰C12=3︰117,主催化剂用量0.2 g,助催化剂用量1 mL,初始反应温度-2℃时,通过环道装置测试结果表明在此条件下减阻率可由本体均聚的34.60%提高至本体共聚的50.28%,减阻率相对提高了45.31%。添加少量α-癸烯破坏了聚合物的结晶结构,使聚合物达到较高的减阻率。     

聚α-烯烃减阻剂的合成研究

以TiC13/AlEt2Cl为引发体系,采用本体聚合法引发长链α-烯烃聚合,制备高减阻性能的油溶性减阻剂(DRA)。考察了各项因素对聚合反应的影响,最终确定最优化工艺条件。减阻剂环道减阻测试的结果表明,聚合物在环道中添加的质量浓度为10 ppm时,减阻率高达45.8%。     

本体预聚合法制备聚1-十二烯减阻剂

以TiCl4/Al(i-Bu)3为引发体系,用本体预聚合法引发1-十二烯聚合,制备高减阻性能的油溶性减阻剂。研究了二苯基二甲氧基硅烷(DDS)、预聚与后聚单体体积比、预聚温度和预聚时间对聚合物减阻性能的影响。结果表明,在优化的合成工艺条件下,能够合成减阻率为50.67%,增输率为48.1%的聚合物(添加量为10 mg/L)。通过IR、GPC和1H-NMR分析表明:转化率接近100%,重均相对分子质量Mw为3.58×106、相对分子质量分布宽度指数Mw/Mn为4.44。采用预聚工艺较本体直接聚合可以节省主催化剂用量达40%以上。     

响应面法优化制备戊烯/辛烯/十二烯共聚物减阻剂

采用溶液聚合法,选用Ziegler-Natta催化剂,将1-戊烯作为单体之一,合成了1-戊烯/1-辛烯/1-十二烯三元共聚物减阻剂,通过核磁共振仪(~(13)C NMR)、傅里叶变换红外光谱计(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对聚合物的结构与性质进行了表征,并采用室内环道装置评价了聚合物的减阻性能。采用响应面分析法通过建立减阻率与各因素之间的Box-Behnken数学模型,对三元共聚工艺进行优化,最优聚合条件为:戊烯量0.07 ml,十二烯:辛烯(28)4,主催化剂量0.07 g,助催化剂量0.4 ml,在此条件下得到的三元共聚物在添加量10×10~(-6)时减阻率为59.79%。在实验选取的添加量范围内,各因素对减阻率影响显著性顺序为:戊烯添加量助催化剂用量主催化剂用量十二烯:辛烯;各因素之间的交互作用也显著存在。引入戊烯制备所得的减阻剂结晶度下降,溶解效果明显优于1-辛烯/1-十二烯二元共聚物,减阻率得到了提高。     

长侧链减阻聚烯烃的合成及其抗剪切稳定性的研究

用溶液聚合法,以轻质油为溶剂,一氯二乙基铝/四氯化钛为催化体系,C10-14α-烯烃为单体,合成了一种长侧链聚烯烃类油溶性减阻剂.该聚合物未经脱溶剂处理,减阻率高达45%(添加质量浓度为0.01kg/m3),超过了本体聚合法得到的聚合物(减阻率为40.1%).热重分析表明,聚合物在380℃开始分解,唯一的热失重阶段大约为380℃～450℃.聚合物溶胀前后XRD测试结果显示溶胀前聚合物结构规整性较差,溶胀后使主链和侧链部分展开,规整性提高.最后研究了聚合物溶液的抗剪切稳定性.     

聚1-癸烯油品减阻剂催化聚合减阻性能研究

选择1-癸烯为聚合单体,分别在TiCl3/AlR3和TiCl3/AlR2Cl 2种Ziegler-Natta催化体系上进行催化聚合减阻剂性能的研究,考察了主催化剂和助催化剂用量对减阻性能的影响。研究结果表明:随着助催化剂用量的增加,聚合物减阻率呈下降趋势,而主催化剂的用量呈现出不同的规律,为高性能减阻剂的工业化开发提供有益的参考。     

长链α-烯烃本体聚合制备油溶性减阻剂的研究

以负载型TiCl4/MgCl2为引发体系,在微正压条件下采用本体聚合法引长链α-烯烃聚合,制备高减阻性能的油溶性减阻剂(DRA).采用正交试验法考察了各项因素对聚合反应的影响,最终确定最优化的工艺条件.聚合物环道减阻测试的结果表明,在环道中添加的质量浓度为0.01 kg/m3时,减阻率高达55％.用乌氏粘度计测定了特性...     

响应面法优化制备戊烯/辛烯/十二烯共聚物减阻剂

采用溶液聚合法,选用Ziegler-Natta催化剂,将1-戊烯作为单体之一,合成了1-戊烯/1-辛烯/1-十二烯三元共聚物减阻剂,通过核磁共振仪（¹³C NMR）、傅里叶变换红外光谱计（FT-IR）、X射线衍射（XRD）对聚合物的结构与性质进行了表征,并采用室内环道装置评价了聚合物的减阻性能。采用响应面分析法通过建立减阻率与各因素之间的Box-Behnken数学模型,对三元共聚工艺进行优化,最优聚合条件为：戊烯量0.07 ml,十二烯：辛烯=4,主催化剂量0.07 g,助催化剂量0.4 ml,在此条件下得到的三元共聚物在添加量10×10^-6时减阻率为59.79%。在实验选取的添加量范围内,各因素对减阻率影响显著性顺序为：戊烯添加量 >助催化剂用量 >主催化剂用量 >十二烯：辛烯;各因素之间的交互作用也显著存在。引入戊烯制备所得的减阻剂结晶度下降,溶解效果明显优于1-辛烯/1-十二烯二元共聚物,减阻率得到了提高。     

MgCl2-BuOH/TiCl4催化剂催化乙烯聚合

研究了自制MgCl2-BuOH/TiCl4催化剂在不同条件下用于乙烯均聚合和共聚合的性能,考察了不同的氢气分压、铝钛摩尔比和共聚单体浓度对催化剂活性和聚合反应动力学的影响,测试了聚合产品的熔体流动速率、堆密度及拉伸性能等,表征了聚合产品的相对分子质量及其分布、分子链结构,得出了聚合条件对MgCl2-BuOH/TiCl4催化剂及其产品性能影响的一般规律.     

油溶性减阻剂三元共聚物的合成和表征

在管输油品中加入减阻剂是提高管线输送能力的有效方法。利用本体聚合法,在齐格勒 纳塔催化体系下,对1 辛烯/1 癸烯/1 十二烯进行三元共聚,用室内模拟环道评价装置测定了聚合物的减阻率,采用正交试验法考察了不同的聚合条件对减阻率的影响。结果表明,最适宜的反应条件如下：V（1 辛烯）∶V（1 癸烯）∶V（1 十二烯）为1∶4∶5,主催化剂TiCl4/MgCl2用量015 g,助催化剂三异丁基铝（TIBA）用量15 mL时,减阻率达到5325％。用乌氏黏度计测定聚合物的特性黏数并关联Mark Houwink方程计算出黏均相对分子质量为6 629 759,通过IR、XRD和1H NMR对聚合物进行表征,证明该方法所得聚合物聚合度较高,具有工业价值。     

分子模拟在疏水缔合减阻剂合成中的应用

采用分子模拟软件Materials Studio 2017 R2,分别构建不同侧链烷基数的疏水缔合单体与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合,建立聚合物与水分子的混合图层,进行分子动力学模拟,计算不同聚合物在水中的均方根末端距、回旋半径。从模拟结果来看,含十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(C_(16)-DMAAC)单体的聚合物分子链尺寸更舒展、具有更大的流体力学尺寸,会产生更好的减阻效果。利用AM、AMPS、C_(16)DMAAC通过反向乳液聚合法在室内合成了疏水缔合减阻剂P(AM/C_(16)-DMAAC/AMPS),对其进行红外分析和粒径分析。利用流体流动阻力测试仪测定不同减阻聚合物的减阻率,由C_(16)DMAAC聚合的减阻剂减阻率可达到70%以上,减阻效果最好,且与模拟结果一致。     

萜烯对苯二酚树脂的合成

研究了以无水三氯化铝为催化剂 ,松节油与对苯二酚聚合反应制备萜烯 对苯二酚树脂的情况。用IR、UV对产物进行表征 ,结果表明松节油与对苯二酚聚合得到了萜烯 对苯二酚树脂。探讨了聚合单体投料比、聚合时间、聚合反应温度和催化剂用量等因素对聚合反应的影响 ,得出了聚合反应的适宜条件。     

滑溜水压裂液减阻剂的合成影响因素研究

采用反向乳液法制备了P(AM/C_(12)-DMAAC/AMPS)聚合物减阻剂,以Span80和Tween60组成的复配体系作为聚合乳化剂,以(NH_4)_2S_2O_8-NaH SO_3组成的氧化还原体系作为聚合引发剂,研究了单体用量,乳化剂用量及复配比,反应温度及时间和引发剂用量对产物分子量及聚合物产率的影响;对聚合产物进行了红外光谱分析以及减阻性能评价。结果表明:反应单体质量浓度为15%,3种单体间的质量比为m_((C12-DMAAC)∶_)m_((AM)∶_)m_((AMPS))=1∶12∶3;乳化剂质量浓度为2.5%,其中m_((Span80)∶_)m_((Tween60))=1.87∶1;反应温度为45℃;反应时间4h;引发剂浓度0.3%,其中(NH_4)_2S_2O_8与NaH SO_3的摩尔比为1∶1。在此条件下,聚合物的转化率最高达到85%,分子量最高达到860×10~4,减阻率最高达到86%,且在不同流速下具有良好的减阻性能。     

多金属氰化络合物催化环氧丙烷的聚合

用多金属氰化络合物(MMC)催化环氧丙烷开环均聚,考察了酸及起始剂对聚合诱导期的影响,以及转化单体/起始剂摩尔比、酸用量、加料方式及催化剂等对聚合物相对分子质量及其分布的影响。并用FTIR、1HNMR、SEC-MALLS对聚合产物结构进行了表征。结果表明,以MMC为催化剂,在w(H2SO4)<5×10-5、温度130℃、连续加料、w(MMC)>1×10-4时,所合成聚醚相对分子质量分布较窄(Mw/Mn=1.1~1.2),且相对分子质量可控;FTIR、1HNMR及SEC-MALLS分析结果表明,所合成聚醚具有预期结构。实验发现,聚合反应体系只存在一种活性中心,其机理可能为配位阳离子聚合。     

萜烯-对苯二酚树脂的合成

研究了以无水三氯化铝为催化剂 ,松节油与对苯二酚聚合反应制备萜烯 -对苯二酚树脂的情况。用IR、UV对产物进行表征 ,结果表明松节油能与对苯二酚共聚反应得到萜烯 -对苯二酚树脂 ,探讨了聚合单体投料比、聚合时间、聚合反应温度和催化剂用量等因素对聚合反应的影响 ,得出了聚合反应的适宜条件。     

萜烯——对苯二酚树脂的合成

研究了以无水三氯化铝为催化剂,松节油与对苯二酚聚合反应制备萜烯－对苯二酚树脂的情况。用IR、UV对产物进行表征,结果表明松节油能与对苯二酚共聚反应得到萜烯－对苯二酚树脂,探讨了聚合单体投料比、聚合时间、聚合反应温度和催化剂用量等因素对聚合反应的影响,得出了聚合反应的适宜条件。