Растворная (со)полимеризация высших эфиров и амидов (мет)акриловой кислоты и ее использование для синтеза новых присадок к нефтепродуктам

• Автор: Самодурова, Софья Игоревна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Влияние нековалентных взаимодействий на радикальную гомополимеризацию эфиров и амидов (мет)акриловой кислоты в массе и органических растворителях
1.2 Влияние среды на радикальную сополимеризацию с участием алкил(мет)акрилатов и Ы-алкил акрил амидов в гомогенных системах
1.3 Синтез, свойства и применение поли(мет)акриловых присадок для нефтей и нефтепродуктов
1.3.1 Поли(мет)акриловые присадки для нефтяных масел
1.3.2 Поли(мет)акриловые присадки для транспортировки парафинистых и вязких нефтей
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСХОДНЫХ ВЕЩЕСТВ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Характеристики исходных веществ
2.2 Методики экспериментов
2.3. Методы анализа
3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Влияние ассоциации высших алкил(мет)акрилатов и 14-алкилакриламидов на их гомополимеризацию в органических средах
3.1.1 Концентрационные эффекты при гомополимеризации высших алкил(мет)акрилатов и М-алкилакриламидов в органических средах
3.1.2 Исследование ассоциации высших алкил(мет)акрилатов и 14-алкилакриламидов в малополярных органических средах

3.2 Исследование концентрационных эффектов при радикальной сополимеризации с участием высших алкил(мет)акрилатов и И-алкилакриламидов в гомогенных органических средах
3.2.1 Сополимеризация высших КГ-алкилакрил амидов и
бутил(мет)акрилата
3.2.2 Сополимеризация высших И-алкилакрил амидов и
додецил(мет)акрилата
3.2.3 Влияние условий синтеза на композиционную неоднородность сополимеров высших алкилакрилатов и алкилметакрилатов
3.3 Синтез и свойства новых полимерных присадок на основе высших эфиров и амидов (мет)акриловой кислоты
3.3.1 Новые поли(мет)акриловые присадки для нефтяных масел ] и
3.3.1.1 Загущающие свойства и стойкость к деструкции присадок на основе высших эфиров и амидов (мет)акриловой кислоты
3.3.1.2 Влияние характеристик полиалкил(мет)акрилатов на
низкотемпературные свойства нефтяных масел
3.3.2 Исследование эффективности сополимеров высших алкил(мет)акрилатов в качестве присадок для трубопроводной транспортировки нефтей
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Органорастворимые гомо- и сополимеры высших эфиров и амидов (мет)акриловой кислоты применяются в качестве присадок для нефтей и нефтепродуктов, компонентов клеев, лакокрасочных и других материалов. Различные аспекты радикальной полимеризации указанных мономеров в гомогенных средах изучались в многочисленных работах. В работах Платэ H.A., Шибаева В.П., Королева Г.В., Лачинова М.Б. и других авторов был выявлен ряд закономерностей полимеризации алкил(мет)акрилатов, которые не укладываются в рамки классических представлений. Показано, в частности, что для полимеризации высших алкил(мет)акрилатов в массе такие «аномалии» связаны с возможностью формирования специфичных мономерных ассоциатов за счет кооперативных взаимодействий с участием алкильных групп. Учет подобных взаимодействий при проведении радикальной (со)полимеризации виниловых мономеров в разных условиях, выявление влияния этих взаимодействий на структуру и свойства получаемых продуктов являются актуальными задачами химии высокомолекулярных соединений. Систематические исследования влияния предреакционных нековалентных мономерных взаимодействий на полимеризацию высших алкил(мет)акрилатов и N-алкилакриламидов в органических растворителях ранее не проводились. Кроме того, важной задачей остается разработка на основе названных мономеров новых органорастворимых полимерных продуктов, в том числе высокоэффективных реагентов для нефтей и нефтепродуктов - вязкостных и вязкостно-диспергирующих присадок для масел, депрессорных присадок для транспортировки парафинистых нефтей.
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ - проект 11-03-97026-р_поволжье_а (2011-2012) и проект 12-03-31702-мол_а (2012-2013), Программы стратегического развития НГТУ им. P.E.Алексеева — проект 2.1.2.3 «Разработка теоретических основ и технологии производства полимерных присадок, снижающих энергозатраты при транспортировке нефтей и производстве нефтепродуктов».
1.3 Синтез, свойства и применение поли(мет)акриловых присадок для нефтей и нефтепродуктов
1.3.1 Поли(мет)акриловые присадки для нефтяных масел
Загущающие (вязкостные) полимерные присадки (добавки) на основе метакриловых и различных углеводородных полимеров широко применяются для регулирования вязкости моторных, гидравлических, транформаторных и других масел [106-108]. Действие таких присадок основано на том, что в растворах линейные макромолекулы способны сворачиваться в клубки при умеренных температурах (за счет внутримолекулярных взаимодействий сегментов цепи) и образовывать более развернутые конформации при высоких температурах (за счет разрыва слабых нековалентных внутримолекулярных связей), оказывая при этом на масло более высокое загущающее действие [109-111]. Эффективность такого действия полимеров зависит от их состава, молекулярной массы, микроструктуры, концентрации. В частности, конформация макромолекул определяется не только указанными выше взаимодействиями, но и тем, насколько «плохим» растворителем является масло для полимера [112]. Высокий загущающий эффект достигается именно в случае «плохих» растворителей, но при сохранении растворимости полимера. В случае полиалкил(мет)акрилатов для достижения удовлетворительной минимальной растворимости в маслах при низших температурах эксплуатации обычно требуются алкильные группы С4 и выше [113]. В многочисленных работах показано, что наибольший загущающий эффект достигается для полиметакрилатов с преимущественным содержанием алкильных групп С8-Сю(для упрощения здесь и ниже атомы водорода в радикалах не показаны) и условной молекулярной массой (показатель, традиционно применяемый в нашей стране для полимерных присадок, см. разд. 2) в пределах 15000-25000 [108].
При повышенных температурах полиапкилметакрилаты в маслах дают лучший загущающий эффект по сравнению с гребнеобразными углеводородными