СИНТЕЗ СОПОЛИМЕРОВ СТЕАРИЛМЕТАКРИЛАТА И СТЕАРИЛАКРИЛАТА С N-ЗАМЕЩЕННЫМИ АКРИЛАМИДАМИ В ПРИСУТСТВИИ АГЕНТОВ ОБРАТИМОЙ ПЕРЕДАЧИ ЦЕПИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ВЛИЯНИЯ НА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВОЙСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Аннотация
Изучены особенности сополимеризации стеарилакрилата и стеарилметакрилата с N-изопропилакриламидом и N,N-диметилакриламидом в присутствии дибензилтритиокарбоната и 2-цианоизопропилдодецилтритиокарбоната как агентов обратимой передачи цепи. Выбор агентов обратимой передачи цепи (ОПЦ-агентов) обусловлен тем, что серосодержащие соединения с цианоизопропильными радикалами наиболее эффективны в процессах полимеризации метакриловых мономеров, тогда как бензилтритиокарбонаты более активны при полимеризации акриловых мономеров. Установлено, что полимеризация стеарилметакрилата (СМА) в присутствии ОПЦ-агентов протекает без гель-эффекта до высокой конверсии. При этом, хотя образцы полистеарилметакрилата характеризуются относительно высокими для процессов контролируемой радикальной полимеризации значениями коэффициентов полидисперсности (Мn/Mw), тем не менее, они несколько ниже, чем для полимеров аналогичной конверсии, синтезированных в отсутствие передатчиков цепи. Показано, что процесс сополимеризации стеарилакрилата и стеарилметакрилата с N-изопропилакриламидом и N,N-диметилакриламидом в присутствии дибензилтритиокарбоната и 2-цианоизопропилдодецилтритиокарбоната протекает без гелеобразования до высоких конверсий. Синтезированные сополимеры характеризуются относительно узким молекулярно-массовым распределением: коэффициенты полидисперсности полимерных образцов изменяются в диапазоне от 1,18 до 1,57 в случае использования N-изопропилакриламида и от 1,21 до 1,47 при применении N,N-диметилакриламида как сомономеров к высшим алкилакрилатам, что характерно для процессов радикальной полимеризации, протекающих в контролируемом режиме. При этом синтезированные сополимеры проявляют значительный депрессорный эффект при их введении в дизельное топливо в концентрации 1600 ppm. Установлено, что сополимеры стеарилметакрилата и стеарилакрилата с полярными азотсодержащими мономерами оказывают более эффективное влияние на низкотемпературные свойства дизельного топлива, чем гомополимеры стеарилметакрилата и стеарилакрилата. При этом наиболее существенное влияние на низкотемпературные характеристики топлива оказывают присадки на основе сополимеров стеарилметакрилата с N-изопропилакриламидом состава 70/30 мол.% и стеарилакрилата с N-изопропилакриламидом состава 20/80 мол.%.
Для цитирования:
Павловская М.В., Абаимова К.А., Пронина Ю.С., Гришин Д.Ф. Синтез сополимеров стеарилметакрилата и стеарилакрилата с N-замещенными акриламидами в присутствии агентов обратимой передачи цепи и исследование их влияния на низкотемпературные свойства дизельного топлива. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 1. С. 119-127. DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6817.
Литература
James G. Speight. Handbook of Petrochemical Processes. Boca Raton, FL: CRC Press/Taylor & Francis Group. 2019. 578 p.
Ivchenko P.V., Nifant'ev I.E. Polymer depressor additives: synthesis, microstructure, efficiency. Polym. Sci. Ser. A. 2018. V. 60. N 5. P. 577–593. DOI: 10.1134/S0965545X18050061.
Grishin D.F. Depressant, antiwear, and antioxidant additives to hydrotreated diesel fuels with low and ultralow sulfur content. Petrol. Chem. 2017. V. 57. N 5. P. 813–825. DOI: 10.1134/S0965544117100097.
Danilov A.M. Progress in research on fuel additives. Petrol. Chem. 2015. V. 55. N 3. P. 169–179. DOI: 10.7868/ S0028242115030028.
Burov E.A., Ivanova L.V., Koshelev V.N., Saudzhieva D.A., Sarkisov S.A., Dzhusubalieva T.O. Evolution of the efficiency of functional additieves to winter diesel fuels of various hydrocarbon group compositions. Chem. Technol. Fuels Oils. 2021. V. 57. N 1. P. 16-25. DOI: 10.1007/s10553-021-01223-0.
Simanskaya K.Yu., Grishin I.D., Grishin D.F. Synthesis of a complex additive based on stearyl methacrylate and vinyl acetate for environmentally clean diesel fuel. Rus. J. Appl. Chem. 2016. V. 89. N 7. P. 1119–1125. DOI: 10.1134/S1070427216070119.
Pavlovskaya M.V., Kriulichev I.P., Grishin D.F. Synthe-sis of stearyl methacrylate–glycidyl methacrylate copolymers and their use as multifunctional additives to diesel fuel. Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. N 9. P. 1332-1339. DOI: 10.1134/S1070427220090049.
Grishin D.F., Grishin I.D. Modern trends in controlled synthesis of functional polymers: fundamental aspects and practical applications. Usp. Khim. 2021. V. 90. N 2. P. 231-264 (in Russian). DOI: 10.1070/RCR4964.
Pavlovskaya M.V., Grishin D.F. Polymerization of methyl methacrylate in presence of initiating systems based on iron complexes of various structures. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 3. P. 30-36 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206303.6039.
Galimullin R.R., Sigaeva N.N., Kolesov S.V. Radical initiated copolymerization of methyl methacrylate and acrylonitrile in the presence of iron complex. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 4. P. 34-41 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216404.6316.
Lopatin A.G., Vent D.P., Brylov B.A. Synthesis of a neuro-fuzzy model of radical polymerization process kinetics. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 7. P. 67-73 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206307.6081.
Zinina N.D., Sheyanova A.V., Faerman V.I., Grishin D.F. Research of the Influence of Hydrocarbon Composition of Diesel Fuels on Their Low-Temperature Properties. Neftepererabotka Neftekhim. (Oil Processing and Petro-chemistry). 2015. N 10. P. 14-19 (in Russian).
Ivanova L.V., Oganesyan A.N., Sorokina A.S., Burov E.A., Koshelev V.N. The effect of the molecularmass dis-tribution of n-alkanes in diesel fuel on the effectiveness of the depressor additive. Butlerov Soobshch. 2021. V. 67. N 8. P. 61-67 (in Russian). DOI: 10.37952/ROI-jbc-A/21-2-3-17.
Pucko I., Racar M., Faraguna F. Synthesis, characterization, and performance of alkyl methacrylates and tertbutylaminoethyl methacrylate tetra polymers as pour point depressants for diesel Influence of polymer composition and molecular weight. Fuel. 2022. V. 324. P. 124821. DOI: 10.1016/ j.fuel.2022.124821.
Chen F., Liu J., Yang T., Yin S., Su B., Xie M., Dai B., Han S., Xue Y. Influence of maleic anhydride-co-methyl benzyl acrylate copolymers modified with long-chain fatty amine and long-chain fatty alcohol on the cold flow properties of diesel fuel. Fuel. 2020. V. 268. Р. 117392. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.117392.
Bashkatova S.T., Vinokurov V.A., Grishina I.N., Egor-kinaYu.B. Intermolecular interactions in a disperse fuel system and their contribution to the mechanism of action of diesel fuel additives. Petrol. Chem. 2011. V. 51. N 5. P. 363–369. DOI: 10.1134/S0965544111030030.
Yang T., Wu J., Yuan M., Li X., Yin S., Su B., Yan J., Lin H., Xue Y., Han S. Influence of polar groups on the depressive effects of polymethacrylate polymers as cold flow improvers for diesel fuel. Fuel. 2021. V. 290. P. 120035. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.120035.
Lin H., Yin S., Su B., Xue Y., Han S. Research on combined-pour point depressant of methacrylate-acrylamide co-polymers and ethylene-vinyl acetate copolymers for diesel fuel. Fuel. 2021. V. 290. P. 120002. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.120002.
Ren F., Lu Y., Sun B., Wang C., Yan J., Lin H., Xue Y., Han S. Structure regulation and influence of comb copolymers as pour point depressants on low temperature fluidity of diesel fuel. Energy. 2022. V. 25. P. 124438. DOI: 10.1016/ j.energy.2022.124438.
Chernikova E.V., Sivtsov E.V. Reversible Addition-Fragmentation Chain-Transfer Polymerization: Fundamentals and Usein Practice. Polym. Sci., Ser. B. 2017. V. 59. N 2. P. 117-146. DOI: 10.7868/S2308113917020139.
Kozhunova E.Y., Plutalova A.V., Chernikova E.V. Raft copolymerization of vinyl acetate and acrylic acid in the selective solvent. Polymers. 2022. V. 14. N 3. P. 555. DOI: 10.3390/polym14030555.
Chong Y.K., Moad G., Rizzardo E., Tang S.H. Thiocar-bonylthio End Group Removal from RAFT-Synthesized Polymers by Radical-Induced Reduction. Macromolecules. 2007. V. 40. N 13. P.4446-4455. DOI: 10.1021/ma062919u.
Perrier S. 50th Anniversary Perspective: RAFT Polymerization ─ A User Guide. Macromolecules. 2017. V. 50. N 19. P. 7433–7447. DOI: 10.1021/acs.macromol.7b00767.
