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超支化聚合物界面行为及抗乳化机理研究

李一菲  
【摘要】:润滑油在使用过程中可能会混入水分,进而影响其防护、润滑、液力传动等性能。将润滑油与水快速分离、阻止乳液形成是润滑油重要性能指标之一。国内外主要采用线型高分子化合物实现润滑油的分水要求,但此类抗乳化剂在不同程度上存在着配伍性问题。本论文突破线型抗乳化剂的传统思路,研究了系列具有超支化结构的两亲聚合物在润滑油中的抗乳化性能,并通过表面张力、界面张力、动态光散射、界面扩张流变等手段对其界面行为和抗乳化机理进行分析,获得了分子结构对抗乳化性能的影响规律。论文通过活性阴离子聚合法成功地合成了以聚缩水甘油醚(HPG)为核,以聚环氧丙烷(PPO)为外层疏水链段、分子量窄分布的两亲性聚环氧丙烷改性超支化聚缩水甘油醚(HPG-g-PPO),并对其油水分离性能和界面性能进行了研究。研究结果发现:HLB值及PPO链段明显影响HPG-g-PPO抗乳化性能;PPO疏水链段通过改变分子扩散速率、界面排布状况、分子内(间)作用力对HPG-g-PPO的表(界)面性能产生复杂影响;论文推测其破乳机理主要来自Marangoni效应、局部的顶替作用和絮凝机理。论文还研究了丙烯酸六氟丁酯端基接枝改性的聚缩水甘油醚(HPG-g-PHFBA)在基础油/水体系中的抗乳化性能及界面性能。研究结果发现:含氟基团的疏水-疏油双疏性质可以改善大分子在油相中扩散速率慢的缺点,含氟基团的双疏性质以及超支化结构也有利于改变油水界面性质,具有适当含氟链段改性聚醚显示了比HPG-g-PPO更好的油水分离性能;氟改性聚醚的破乳性能主要受分子扩散速率和界面粘弹性影响。对该聚合物在正癸烷/水界面上的动态界面张力及扩张流变性质研究发现:HPG-g-PHFBA在正癸烷/水界面上初始阶段的吸附是纯扩散机理控制,在界面张力快速下降及趋于平衡阶段为混合控制机理(扩散-重定向机理);PHFBA疏水链长是控制HPG-g-PHFBA界面膜性质的重要因素。


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