改性生物炭作为聚α-烯烃添加剂的摩擦学性能研究

将在不同温度下热解的棉花秆粉末进行球磨处理与碱化改性后得到纳米生物炭材料,并采用拉曼光谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征。将纳米生物炭粉末加入聚α-烯烃-6(PAO6)中制备纳米生物炭润滑油,通过粒度分析和自然沉降观测表征其分散稳定性,并考察其润湿性能和摩擦学性能。结果表明:改性处理能提高生物炭含氧官能团的数量从而提升纳米润滑油的润湿性;加入700℃处理的生物炭制成的质量分数0.2%的纳米润滑油性能最佳,与PAO6相比,摩擦因数下降21.2%,磨损量下降43.0%。基于生物炭纳米润滑油理化特性,结合磨损表面XPS分析与形貌分析,将NBC能够改善PAO6摩擦学特性归因于:NBC作为一种薄片状的类二维材料,其中还包括部分极小的颗粒状物质,使其同时发挥层间材料的剪切效应与颗粒材料的填补修复效应;此外,纳米生物炭的添加也可以通过提升润湿性改善局部细缝的摩擦特性,并促进含Fe_(3)O_(4)摩擦膜的形成。

微通道反应器内α-烯烃连续磺化工艺的实验研究

α-烯烃磺酸钠(AOS)是具有良好生物降解性、润湿性、低刺激性的阴离子表面活性剂。利用微通道反应器,分别以1-十四烯(AO)和混合烯烃为原料,SO_(3)为磺化剂,考察了磺化温度、SO_(3)/AO摩尔比、磺化剂质量分数、停留时间等工艺条件对活性物AOS含量的影响规律。结果表明:1-十四烯磺化最佳工艺条件为磺化温度40℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.2、SO_(3)质量分数为10%;混合烯烃磺化最佳工艺条件为磺化温度50℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.1、SO_(3)质量分数为10%。增大流速有利于强化传质过程、提高产物中活性物AOS含量;延长停留时间会加剧副反应发生、降低产物中活性物含量。微通道反应器内α-烯烃磺化是以传质为主的强放热反应,热量移除及时,反应过程易于控制,可有效提高产品质量,大大增强生产工艺的本质安全性,对于开发煤基α-烯烃下游产品具有实际意义。

季铵盐离子液体催化α-烯烃聚合的研究

以三甲胺盐酸盐和AlCl3为原料合成不同摩尔比的离子液体催化剂,测试了不同反应条件对1-癸烯齐聚产物性能的影响,采用GPC(高温凝胶色谱)和FT-IR(傅里叶红外光谱)对齐聚物进行测试。结果表明,在n(三甲胺盐酸盐)∶n(氯化铝)=1∶2.5、聚合温度为90℃、用量为5%、时间为6 h的反应条件下,得到的1-癸烯齐聚物在40℃和100℃的运动黏度分别为59.67 mm^(2)/s和10.62 mm^(2)/s,转化率为89.3%,凝点为-61.4℃,具有很好的低温流动性。当回收催化剂与新制催化剂的质量比为9∶1时,聚合产物的性能浮动较小,表明催化剂可重复使用,经济效益好。

聚α-烯烃合成基础油分子结构与性能关系研究进展

介绍了聚α-烯烃(PAO)合成基础油的分子结构组成与性能之间的关系,其中包括分子结构与黏度、黏度指数和低温流动性之间的关系。通过分析现有的PAO分子结构参数与其黏度、黏度指数和低温流动性之间的关系,梳理出影响黏度的主要分子结构参数是相对分子质量、支链数量、支链长度和分子的有效长度。分子结构中支链数量、支链长度和支链位置对黏度指数有着重要的影响;支链数量和支链长度对低温流动性能有着重要的影响;支链数量少且较长的PAO分子结构(类似于星型)是兼具好的黏温性能和低温流动性较为理想的结构。因此,从分子水平研究PAO分子结构与性能关系,提炼设计和制备高性能PAO基础油理想结构组分的新思路,为PAO基础油产品升级和新技术的开发提供理论支撑和科学指导。

甲基丙烯酸羟乙酯改性乙烯-α-烯烃共聚物封装胶膜

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、苯乙烯(St)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)为接枝单体,熔融接枝乙烯-α-烯烃共聚物(POE)制备POE-g-P(HEMA-co-St)(以下简称POE-g-PHS)和POE-g-P(HEMA-co-St-co-KH570)(以下简称POE-g-PHSK)。以过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯(TBEC)为交联剂、POE-g-PHS和POE-g-PHSK为改性剂,分别加入POE基材中,经熔融共混和层压交联制备POE/POE-g-PHS胶膜和POE/POE-g-PHSK胶膜,研究了POE-g-PHS和POE-g-PHSK对胶膜的结构和性能的影响。结果表明,随着POE-g-PHS和POE-g-PHSK含量的增加,POE预制膜的防交联剂迁移能力明显提升;同时,POE胶膜交联度的提升和结晶度的变化也影响其综合性能。当POE-g-PHS和POE-g-PHSK质量分数分别为9%和6%时,综合性能最优。预制膜表面摩擦系数变化率从17.13%分别降低到0.53%和0.49%,胶膜交联度从86.28%分别提高至89.87%和90.91%,剥离强度从12.86 N/cm分别提升至20.86 N/cm和32.14N/cm,同时,抗紫外老化性能、力学性能和体积电阻率等性能均有提升。

聚α-烯烃全合成基础润滑油的研究进展

聚α-烯烃(PAO)是一类广泛应用的合成基础润滑油,具有相对较高的粘度指数、在低温下性能相对更优、热氧化安定性相对更好、低挥发性、剪切安定性好等优点。随着高尖端产业的迅猛发展,比如航空航天和新能源等,以及节约能源和保护环境的条件逐渐高提升,对高品质的商业润滑油的需求增加,原本III类油等的原料和生产过程本身所受到的限制,这些产品的性能很难满足在某些极端苛刻条件下的润滑情况。但PAO拥有更优的化学性能,例如:粘温性能、低温流动性、氧化安定性、抗辐射等性能等。从而可以延长换油周期、减少排放、降低发动机磨损、且在极端温度下的良好流动性等,受到了越来越多的关注和使用。本文综述了PAO的合成方法,包括AlCl_(3)催化剂、BF_(3)催化剂、离子液体、Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂等技术路线。

煤基低黏度茂金属聚α-烯烃基础油性能对比研究

采用气相色谱(GC)、热重分析法(TGA)、加压差示扫描量热法(PDSC)、凝胶色谱法(GPC)、旋转氧弹法等表征方法分析煤基低黏度茂金属聚α-烯烃(mPAO)的性能,并与对比样长链α-烯烃合成PAO进行对比。结果表明:煤基mPAO的黏度指数最高达到了147,黏温性能优于对比样;倾点普遍比对比样低6℃,低温动力黏度和低温泵送黏度也都小于对比样,表明煤基mPAO具有更好的低温性能;两者闪点相当,都在310℃开始快速热降解,煤基mPAO具有更高的完全分解温度;长链α-烯烃合成PAO具有更低的挥发度和更短的氧化诱导期,化学稳定性优于煤基mPAO。

乙烯非选择性齐聚制线性α-烯烃研究进展

综述了乙烯非选择性齐聚制线性α-烯烃工艺技术,包括雪弗龙菲利普的齐格勒一步法工艺、INEOS公司的齐格勒两步法工艺、壳牌的SHOP工艺、日本出光公司的出光工艺、阿克森斯的AlphaSelect^(TM)工艺、Linde公司与沙特基础工业公司(SABIC)的α-SABLIN■工艺,以及中国石化具有自主知识产权的齐聚工艺技术。此外,对现有非选择性乙烯齐聚制线性α-烯烃催化剂技术研究进展进行了概述。

二氧化碳加氢制长链线性α-烯烃铁基催化剂研究进展

长链线性α-烯烃(linearα-olefins,LAOs)是重要的化工原料,目前,主要通过石油化工路线获得。随着全球温升影响加剧,CO_(2)控制与资源化利用技术研究受到持续关注。费托合成(Fischer-Tropsch synthesis,FTS)反应产生一定比例的LAOs,提供了制取LAOs可供选择的技术路线。本综述围绕CO_(2)加氢制LAOs过程,结合其反应途径,分析了Fe基催化剂的研究进展,包括助催化剂和载体的作用,阐述了Fe基催化剂上链增长机理和影响LAOs选择性的关键因素,总结了该反应面临的挑战、可能的解决思路,对高效Fe基催化剂研究进行了展望。

CO_(2)加氢制高碳α-烯烃Fe基催化剂研究进展

随着“双碳”目标的提出,二氧化碳(CO_(2))减排和资源化利用受到研究者的广泛关注。CO_(2)耦合绿氢技术制高附加值化学品是CO_(2)资源化利用的有效途径之一。高碳α-烯烃是重要的化工原料,围绕非均相催化体系催化CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的相关研究,总结分析了CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的催化剂设计理念、反应机理、助剂、载体以及制备工艺对催化剂催化性能的影响和构效关系。其中,设计高效催化剂有效调控C—O键活化和C—C链增长仍存在挑战。对CO_(2)加氢制高碳α-烯烃的发展方向进行了展望,可为CO_(2)加氢制高碳α-烯烃新型催化剂的开发提供参考。

煤制油费托α-烯烃增值利用及发展展望

煤制油费托α-烯烃增值利用对实现煤炭清洁利用与延长煤制油产业链具有重要意义。该文介绍了费托α-烯烃在精细化工产业发展的应用及市场情况。综述了以费托油为原料进行α-烯烃分离、聚α-烯烃、高碳醇、AOS生产的生产工艺比对,并对煤化工与精细化工产业结合进行了展望。

聚α-烯烃精细分子结构的表征及其与黏度指数的构效关系

结合气相色谱(GC)、场电离-飞行时间质谱(FI-TOF MS)和核磁共振(NMR)等技术,实现了聚α-烯烃(PAO)合成油的烯烃含量、双键类型、碳链长度、支链结构以及异构程度等精细分子结构表征。基于平均碳数、支链长度以及支链个数等精细结构参数,建立起分子组成与黏度指数之间的构效关系。结果表明:加氢前PAO粗产品主要以单烯烃为主,还有少量的链烷烃和双烯烃,不含有芳烃;加氢后的PAO产品中仍含有质量分数10%左右的单烯烃,残留的双键主要以四取代乙烯基为主;对于以1-癸烯为原料合成的PAO,其碳数分布测定优先选择GC方法,对于以C_(8)~C_(12)混合烯烃为原料合成的PAO,其碳数分布测定优先选择FI-TOF MS方法;与黏度指数的构效关系表明,PAO黏度指数随着平均碳数的增大而增加,随着异构程度的增加而降低。基于建立的黏度指数与分子结构之间的关联关系,可对聚合度为3~5的PAO产品黏度指数进行预测。

燃烧离子色谱法测定α-烯烃齐聚反应体系中催化剂BF_(3)的含量

BF_(3)作为α-烯烃齐聚反应催化剂,其含量控制对催化反应的调控与产品质量的把控至关重要。通过建立样品前处理方法、优化仪器测试条件与标准溶液配制方法,建立利用燃烧离子色谱测定BF_(3)·醇催化的α-烯烃齐聚反应体系中F元素含量,进而计算出BF_(3)含量的方法,并考察了方法的重复性和准确性。结果表明:利用该方法可测定BF_(3)质量分数范围为2.68~53.50 g/kg的样品,前处理时适量的正丁醇和白油可有效稳定和稀释样品;测定稀释样品中F元素含量的标准曲线分为2段,线性范围分别为300~2000 mg/L和2000~3000 mg/L,线性相关系数R^(2)分别为0.9992和0.9940;测定5次BF_(3)质量分数结果相对标准偏差均小于5%,方法加标回收率在95.0%~105.0%之间,方法检出限取决于前处理时的取样量,当取样量为5 g时,检出限为1 mg/kg。

铁基催化剂活性相调控及其催化CO_(2)加氢制线性α-烯烃研究进展

线性α-烯烃(LAOs)作为重要的化工原料,通常用于共聚单体、合成润滑油、增塑剂用醇和油品添加剂。以二氧化碳(CO_(2))和氢气(H_(2))作为原料,通过CO_(2)加氢反应生产LAOs可以缓解温室效应、实现CO_(2)高值化利用,具有重要意义。CO_(2)加氢制LAOs一般包括逆水煤气变换(RWGS)和费托合成(FTS)两个步骤,四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))和碳化铁(χ-Fe_(5)C_(2)等)可分别催化RWGS和FTS反应,因此Fe基催化剂是当前的研究热点。介绍了Fe基催化剂的物相演变过程及其失活机制,重点分析了载体、助剂和表面改性对促进χ-Fe_(5)C_(2)活性相生成、调控Fe_(3)O_(4)/χ-Fe_(5)C_(2)比例(物质的量之比)和维持χ-Fe_(5)C_(2)相稳定的作用,总结了Fe基催化剂上CO_(2)加氢制LAOs面临的主要问题以及未来的研究方向。

聚α-烯烃对苯乙烯-马来酸酐共聚物的改性及应用研究

利用聚α-烯烃(PAO)对苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)进行接枝改性得到改性产物(SMAP)。考察了SMA与PAO质量比、反应温度和反应时间对接枝率的影响,利用傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱对产物的结构进行表征;并将SMAP作为脱蜡助滤剂应用在某厂轻脱馏分油的脱蜡脱油工艺中。结果表明,当SMA与PAO质量比为2.5∶1.0、反应温度为120℃、反应时间为5 h时,所得改性产物的接枝率最高为9.7%。在一段脱蜡两段脱油工艺条件下,当SMAP的加入质量分数为0.5%时,所得脱油蜡熔点由63.9℃提高至74.9℃,含油质量分数由17.3%降低为1.8%。通过偏光显微镜对脱油蜡进行分析发现,助滤剂的加入使石蜡晶体的尺寸增大并改善了其结晶形态。

盐酸三乙胺铝氯酸催化1-癸烯合成中低黏度聚α-烯烃

以盐酸三乙胺和AlCl_(3)为原料合成了离子液体催化剂Et_(3)NHCl-AlCl_(3),将其用于催化1-癸烯聚合得到中低黏度聚α-烯烃(PAO),利用FTIR分析了催化剂的结构,考察了合成中低黏度PAO适宜的反应条件。实验结果表明,适宜的聚合反应条件为:反应温度120℃、反应时间2 h,催化剂用量5%(w),催化剂中AlCl_(3)用量67%(x)。催化剂可重复使用5次。失活催化剂中氯离子与烷基上氢原子形成的氢键消失,存在B酸,没有L酸,是催化剂失活的主要原因。保持催化剂中足够数量的Al_(2)Cl^(-)_(7)是保持催化剂活性的关键。

非晶态α-烯烃共聚物/丁苯橡胶复合改性沥青的高温流变特性

采用热塑性树脂类改性剂非晶态α-烯烃共聚物(APAO)和丁苯橡胶(SBR)对沥青进行改性制备了APAO/SBR复合改性沥青,测试了其基本性能,同时采用布氏黏度仪和动态剪切流变仪考察了APAO与SBR的质量比对复合改性沥青高温流变特性的影响。结果表明,随着APAO用量的增加,APAO/SBR复合改性沥青的针入度、延度、质量损失率和相位角逐渐减小,软化点、黏度和车辙因子逐渐增大;APAO可以提升沥青的高温抗车辙性能,APAO/SBR复合改性沥青呈现出剪切变稀的现象。

电子束辐照对二聚酸型聚酰胺/非晶型α-烯烃共聚物共混体系性能的影响

为拓宽非晶型α-烯烃共聚物在热缩材料行业的应用,本文通过引入二聚酸型聚酰胺改性非晶型α-烯烃共聚物,采用中能电子加速器研究吸收剂量对二聚酸型聚酰胺/非晶型α-烯烃共聚物共混体系的软化点、凝胶含量、DSC特性和流变学性能的影响。结果表明:当二聚酸型聚酰胺的质量占比≤25%时,二聚酸型聚酰胺/非晶型α-烯烃共聚物共混体系呈现辐射降解特性,共混体系的软化点、储能模量G’和损耗模量G’随温度的变化曲线交点对应的温度T_(j)、特性黏度|η^(*)|随吸收剂量增加而降低;在振荡变温测试过程中,相位角随吸收剂量的升高而增加,出现明显的黏弹性转变。当二聚酸型聚酰胺的质量占比≥50%时,共混体系呈现辐射交联特性,共混体系的黏弹性转变受温度的依赖程度和特性黏度|η*|受频率的依赖程度随着吸收剂量升高都减弱。

长链α-烯烃氢甲酰化研究进展

高碳醇是一种重要的化工原料,可以通过α-烯烃制备.氢甲酰化反应是其中最关键的反应.与短链α-烯烃相比,长链α-烯烃反应活性更低.短链α-烯烃的氢甲酰化反应采用均相催化的方式实现,但长链α-烯烃的氢甲酰化产物受催化剂稳定性的限制不易通过蒸馏法分离.在选用合适配体和助剂的条件下,液液非均相催化可以较好地解决该问题.固液非均相催化也可以较好地实现产物与催化剂的分离,但在长周期运行情况下催化剂的持续流失依然需要进一步考察.

一种用于合成α-烯烃的双功能催化剂

本论文采用了一种“糖-尿素-盐”法制备了一系列Co-Mn复合氧化物催化剂,并将其应用于费托合成制烯烃,然后通过水热合成法得到了一批ZSM-5分子筛,用物理混合的方式制备了双功能催化剂,从而进一步提高α-烯烃选择性。通过一系列表征手段对所制备的材料进行表征,结合催化剂的反应性能表现等进行研究,对反应机理进行一定程度的探讨和解释,并整理总结了催化剂制备过程中的规律和结论。