Polymethacrylat (PMA)-Viskositätsmodifikator, wie wird er hergestellt und wie funktioniert er?

Die Herstellungsmethode von Polymethacrylat (PMA)

 

Methacrylsäure wird unter sauren Bedingungen mit Alkohol mit höherem Kohlenstoffgehalt verestert, um Methacrylat zu bilden, und das erzeugte Wasser wird kontinuierlich von Schwefelsäure absorbiert, um die Reaktion fortzusetzen. Entfernen Sie die nicht umgesetzten Substanzen und Nebenprodukte aus dem Rohmethacrylat, führen Sie nach der Raffinierung eine radikalische Polymerisation unter dem Auslöser von Benzoylperoxid oder Azobisisobutyronitril usw. durch und verwenden Sie auch Dodecanthiol, um das Molekulargewicht zu kontrollieren (im Laufe des Polymerisationsprozesses a (Es sollte eine bestimmte Menge Verdünnungsöl hinzugefügt werden.) Die Reaktionsformel lautet:

 

 

Reaktionsformel von Polymethacrylat (PMA)

 

Typisch Polymethacrylat-Viskositätsindexverbesserer (PMA VII)sind lineare Polymere, die aus drei Segmenten oder drei unterschiedlich langen Kohlenwasserstoffseitenketten bestehen.

Einfache Statistiken zeigen, dass ein PMA-Molekül aus einer kurzen Kette von 1 bis 7 Kohlenstoffatomen besteht. Das kurzkettige Material beeinflusst hauptsächlich die Lockengröße des Polymers bei niedrigen Temperaturen und den Viskositätsindex der Polymeröllösung; die etwas längere Kette enthält 8-13-Kohlenstoffe, die die Löslichkeit von Polymeren in Kohlenwasserstofflösungen verbessern können; Die lange Kette enthält 14 oder mehr Kohlenstoffe, die mit Wachskristallen interagieren können, um die Leistung bei niedrigen Temperaturen zu verbessern.

Es gibt auch Berichte: Wenn die durchschnittliche Alkylkette der für die PMA-Polymerisation ausgewählten Monomere 9 beträgt, hat das resultierende Polymer eine gute Öllöslichkeit (verzweigte oder gerade Kette ist fein) und die 1-4-Kohlenstoffalkohole haben ein gutes Viskositäts-Temperatur-Verhältnis Leistung, 10-20 Kohlenstoffalkohole können die Leistung bei niedrigen Temperaturen verbessern; Insbesondere 14--Kohlenstoffalkohole verbinden sich mit Wachs und verändern die Kristallstruktur des Wachses, wodurch sich die Leistung bei niedrigen Temperaturen ändert.

 

Die Kohlenstoffzahl der Alkylseitenkette R von PMA hat großen Einfluss auf die Leistung des Produkts. Durch Ändern der durchschnittlichen Kohlenstoffzahl von R, der Kohlenstoffzahlverteilung und des relativen Molekulargewichts des Polymers kann eine Reihe von Produkten mit unterschiedlichen Eigenschaften und unterschiedlichen Verwendungsmöglichkeiten erhalten werden.

 

Für ein einzelnes VII, das nur eine Viskositätsverbesserung aufweist, beträgt die durchschnittliche Kohlenstoffzahl von R C8 bis C10 (die durchschnittliche Alkylkette sollte C9 sein) und wird durch Mischen von Alkoholen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und Alkoholen mit hohem Kohlenstoffgehalt gebildet. Das so erhaltene Polymer ist gut öllöslich und stabil. Es kann ein gutes Viskositäts-Temperatur-Verhältnis bieten;

 

Für VII mit doppelter Wirkung der Viskositätsverbesserung und der Stockpunktsenkung beträgt die durchschnittliche Kohlenstoffzahl von R 12–14, wobei C14 am besten ist.

Wenn es gleichzeitig viskositätserhöhende, den Fließpunkt erniedrigende und dispergierende Funktionen hat, ist es notwendig, eine dritte Komponente stickstoffhaltiger polarer Verbindungen zur Copolymerisation einzuführen, wie z. B. Dimethyl- (oder Diethyl-)Aminoethylmethacrylat, Hydroxymethacrylat-Ethylester, { {1}}Methyl-5-vinylpyridin. Die relative Molekülmasse von PMA, das für Öle von Verbrennungsmotoren verwendet wird, beträgt etwa 150,000, und die relative Molekülmasse von PMA, das als Stockpunkterniedriger verwendet wird, beträgt weniger als 100,000. Bei der Verwendung in Hydraulikölen und Getriebeölen, die eine besonders gute Scherstabilität erfordern, liegt die relative Molekülmasse von PMA zwischen 20,000 und 30,000.

 

Besonders gut ist die Tieftemperaturleistung von PMA, der Effekt vonVerbesserung des Viskositätsindexdes Öls ist gut, und dasDie Oxidationsstabilität ist gut, aber dieVerdickungsfähigkeit, thermische Stabilität und mechanische Scherfestigkeit (SSI) sind nicht so gut. Insbesondere PMAs mit hohem Molekulargewicht sind anfällig für einen mechanisch induzierten dauerhaften Viskositätsverlust als Funktion des Molekulargewichts (der Größe) der Lösung bei einer bestimmten Scherspannung. Die relative Molekularmassenverteilung spielt eine untergeordnete Rolle. Wenn die relative Molekularmassenverteilung Polymere mit hoher relativer Molekularmasse begünstigt, ist der Viskositätsverlust größer als bei Polymeren mit ähnlichen mittleren relativen Molekularmassen. Verschiedene Anwendungen weisen sehr unterschiedliche Belastungen auf, sodass der Viskositätsverlust eines Polymers mit gegebenem Molekulargewicht von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich sein wird. Natürlich steht der Viskositätsverlust in direktem Zusammenhang mit dem relativen Molekulargewicht und der Belastung durch die Anwendung.

 

Dispersives PMA kann nicht nur als Dispergiermittel, sondern auch als dispersiver Viskositätsindexverbesserer verwendet werden. Daher werden in Motorölen häufig dispersive Viskositätsindexverbesserer verwendet, um einige herkömmliche aschefreie Dispergiermittel zu ersetzen oder nur um deren Dispergierbarkeit zu verbessern.