我们继续关注聚甲基丙烯酸酯。
首先再次明确一下,降凝剂是,加入少量即可以改善蜡的结晶过程,使油品在低温下能连续流动的物质。它对油品中蜡晶刚生成时的浊点是无效的,但能够阻止蜡晶的进一步生长,从而达到降低倾点之目的。
浊点。油品在标准状态下冷却至开始出现混浊的温度为其浊点。混浊是由于固体从中析出。润滑油等的浊点越低,则其所含固体石蜡越少。
聚甲基丙烯酸酯,可依据酯基中烷基侧链的长度不同而有不同用途。作为降凝剂,烷基长度一般应是C11~C14,烷基侧链越长,对越重质的油品也越有效。而烷基链在C8左右,则是以增黏剂(黏度指数改进剂)为主要功能了。几种酯的共聚,则可以兼有增黏降凝效果。
聚合物的结构直接影响产品在油中的使用效果,降凝效果与聚合物中酯的组成及酯基侧链平均碳数有关。
人们一直的一个观点是,由于降凝剂是对油中蜡的析出和蜡的晶型有所影响或者干预所致,所以,对于矿物油之石蜡基油,降凝剂效果不错,会改善油品的低温流动性;而环烷基油不同,它的一个特点是硫含量低,含蜡少,凝点低等等,对于含蜡少的基础油,由于缺少了作用对象,似乎降凝剂的作用无法显现。其实不然:
PMA降凝剂在环烷基油中的效果(倾点/℃)
很少的PMA剂量,0.1-0.2%,就可以使倾点大幅下降,并改善其黏度指数。乍一看来,似乎其对石蜡基油的倾点的降幅还不如环烷基可观:
我们大都有这样的共识:油中不同碳数的正构烷烃在不同的温度下呈蜡状结晶析出,而降凝剂的烷基侧链也应有与油中正构烷烃对应的碳链长度,并在相应的温度下与初生的蜡晶共结晶,以抑制蜡晶形成网状结构,从而达到降低油品倾点的目的。也就是说,不同黏度及不同蜡含量的油品,不能使用一种结构及一种平均碳数的聚合物。
黏度小的油品,选用酯基平均碳数要小一些,反之亦然。有理论证明,PMA中,希望的酯基侧链长度是含蜡油中正构烷烃长度的一半。
所以,国产降凝剂应该更加精细化系列化,针对多种基础油类型推出系列产品,任重道远。
不同类型的降凝剂互相复合使用,一般而言对于降凝效果有增效性。下次再谈。
(待续)
作者:李云鹏,石油化工科学研究院,教授、高工、研究生导师,1987年南开大学研究生毕业后入职石科院,从事润滑油品及添加剂的研发工作近30年,在国内外学术期刊发表论文70余篇,发明专利15项,所主导研发产品获部级科技一等奖一次,其他奖项若干。