论文部分内容阅读
苯乙烯-马来酰亚胺共聚物(poly(styrene-co-maleimide), SMI)系列具有广泛的应用领域,多年来一直备受关注。而苯乙烯-十八烷基马来酰亚胺共聚物(poly (styrene-co-N-octadecyl maleimide), SNODMI)中的长烷基侧链,与含蜡原油中的石蜡质相容形成共晶,而不与石蜡质相容的聚合物部分附着在石蜡质表面,干扰了原先石蜡质彼此层叠的规整结构,从而起到对原油降凝减粘的特效作用。本文选用一系列不同结构苯乙烯-马来酸酐共聚物(poly(styrene-co-maleic anhydride), SMA)进行酰胺化和酰亚胺化反应,重点以酰亚胺化产物作为原油降凝减粘剂,考察不同聚合物结构对原油降凝减粘作用的影响。首先,讨论了不同酰亚胺化程度的SNODMI对模拟石蜡质原油结晶温度、结晶形态、复合粘度及屈服应力等因素的影响。发现SNODMI中马来酰亚胺的含量越高,酰亚胺化程度越高,越能促进结晶温度(Tc)及凝点的降低,体系结晶形态的改善和屈服应力(τy)的降低也越明显。其中,添加效果最好的是酰亚胺化率为100%SNODMI1000P的降凝减粘剂,可使体系的T。下降3.6℃,凝点降低7℃,蜡晶由原先层叠的长条状变为分散的针状或颗粒状,τu较无添加剂时降低超过70倍。而为了调控不同酰亚胺化程度的SNODMI,还探讨了SMA与十八胺酰胺化(开环)反应及酰亚胺化(闭环)反应的动力学。由于SMA与十八胺的酰胺化反应是极快速反应,故进一步讨论了SMA与苯胺酰胺化反应的动力学。结果表明,四氢呋喃溶液中SMA1000P. SMA2000P与SMAEF40三种SMA与苯胺酰胺化反应时,对于同一种SMA在同一温度下,随着反应时间的增加,转化率随之增加；随着温度的提升,其反应速率不断增大,并推导出SMA与苯胺分子的反应是一个二级反应,据此推导出三种SMA与苯胺酰胺化反应的阿伦尼乌斯方程。进而研究了酰亚胺反应的动力学,依据反应动力学原理分析得到SNODMA的酰亚胺化反应为零级反应,得到SMA1000P, SMA2000P与SMAEF40的反应速率常数,从而据此得到不同酰亚胺化程度的SNODMI应用于原油降凝减粘特性的研究。此外,根据不同温度下的反应速率常数从而推倒出SMA1000P与十八胺酰亚胺化反应的阿伦尼乌斯方程。其次,通过RAFT聚合合成交替结构的SMA,并通过酰胺化及酰亚胺化反应制得alt-SNODMI,研究不同的分子量及分子量分布对原油降凝减粘性能的影响。研究发现RAFT聚合具有分子量可控及分子量分布窄的特点,酰亚胺化制得的alt-SNODMI对模拟原油有明显的降凝减粘作用。在相同分子量分布下,随着分子量Mn增大,结晶温度Tc、复合粘度η*及屈服应力τy均下降的越明显,蜡晶尺寸越来越小；而对于分子量相同,随着分子量分布的变窄,其蜡晶尺寸随之变小,Tc、η*及τy也随之下降。