论文部分内容阅读
苯乙烯(Styrene, St)-马来酸酐(Maleic anhydride, MAh)共聚物(sMA)因其良好的反应性及相容性被广泛应用于许多领域。且SMA中的酸酐基团具有较高的反应活性,可以与胺类发生酰亚胺化反应。本文探讨不同分子量及嵌段结构的聚苯乙烯-b-(苯乙烯-alt-马来酸酐)二嵌段共聚物(PS-b-(alt)SMA)的合成方法,并将制得的一系列结构明确的PS-b-(alt)SMA进行酰亚胺化,以酰亚胺化产物作为原油降凝减粘剂,考察聚合物结构对原油降凝减粘作用的影响。首先,比较了PS-b-(alt)SMA的三种合成方案:一步RAFT聚合法、PS大分子RAFT试剂法及SMA大分子RAFT试剂法。发现一步法产物的SMA嵌段具有部分无规组成,不是严格的交替结构;PS-RAFT法与SMA-RAFT法均可得到具有严格交替结构SMA的两嵌段共聚物;但SMA-RAFT法制得的产物分子量分布较宽。本文选用PS-RAFT法制备了一系列不同链结构的窄分子量分布且严格交替结构SMA段的PS-b-(alt)SMA利用所获得PS-b-(alt)SMA,以十八胺为氨化剂进行酰亚胺化反应。在室温条件下,二者反应生成开环产物,即聚苯乙烯-b-(苯乙烯-alt-N-十八烷基马来酰胺酸)嵌段共聚物(PS-b-(alt)SNODMA).产物经后处理,再经120℃条件下的脱水闭环反应,生成目标产物聚苯乙烯-b-(苯乙烯-alt-N-十八烷基马来酰亚胺)嵌段共聚物(PS-b-(alt)SNODMI).将所制得的不同结构PS-b-(alt)SNODMI作为原油降凝减粘剂分别加入石蜡质模拟原油,并观察其对石蜡质模拟原油的减凝降粘作用。以差示扫描量热仪(DSC)研究了各模拟原油结晶温度(Tc)及熔融温度(Tm)实验结果表明模拟原油样品中加入的PS-b-(alt)SNODMI后可降低体系的Tc,平缓Tm峰,但是该添加剂对以C36为石蜡质的模拟原油的效果不如以C24为石蜡质的模拟原油。利用带热台的偏光显微镜观察石蜡质的结晶形态,发现加入PS-b-(alt)SNODMI后,蜡晶由原先层叠的长条状或块状变为分散的颗粒状,且尺寸变小,分散程度变好,有利于改善原油的流动性能。增加PS-b-(alt)SNODMI的分子量,特别是增加(alt)SNODMI段的分子量,可促进改善结晶形态。原油的流动性能主要由其复合粘度η*及屈服应力τy表征。通过流变仪测量原油模拟液的流变特性,发现加入PS-n-(alt)SNODMI,可大幅度降低η*及τy。其中,对以C24为石蜡质的模拟原油,其η*可下降一个数量级,τy下降达84%;PS-b-(alt)SNODMI总链长为9600或(alt)SNODMI嵌段分子量为4500时,体系的η*及τy最小,且在所考察的范围内,PS嵌段链长增加,有利于提高C24体系的流动性。PS-b-(alt)SNODMI也可降低以C36为石蜡质的模拟原油体系的η*和τy,但变化程度不如C24体系明显,在所考察的范围内PS-b-(alt)SNODMI总链长或(alt)SNODMI嵌段链长的增加有利于改善C36体系的流动性,而PS嵌段链长的影响不明显。