溶度参数对聚α-烯烃油溶剂选择的影响

第40卷第11期当代化工Vo1.40,No.112011年11月Contemporary Chemical IndustryNovember ,2011溶度参数对聚a-烯烃油溶剂选择的影响李长海(克拉玛依职业技术学院，新疆 独山子833600)摘要:以溶度参数为溶剂选择依据，对a -癸烯齐聚制备润滑油基础油合成实验的溶剂进行研究。考察了不同溶度参数的溶剂对PAO的影响。将溶度参数的概念引人聚合反应溶剂的选择中。结果表明，溶剂种类对PAO的影响明显。由于环已烷的溶度参数接近聚合物，可作为聚a-烯烃油的理想溶剂。产物收率高，性能优良。关键词:溶度参数;环已烷;聚a-烯烃油中图分类号: TE 624.8'2文献标识码: A文章编号: 1671-0460 (2011) 11-1131-02Effect of Solubility Parameter on Solvent Selection of Polymer Alpha OlefinsLI Chang-hai( Karamay Vocational&Technical College, Xinjiang Dushanzi 833600, China)Abstract: .Taking the solubility parameter as the basis of solvent selection, how to select suitable solvent tosynthesize lubricant base oil by the oligomerization of a-decene was studied. Influence of solvents with diferentsolubility parameters on the PAO was discussed. The concept of solubility parameter was introduced to the solventselection for polymerization. The results show that, solvent types have obvious infuence on the PAO. Because thesolubility parameter of cyclohexane is close to polymer, it can be used as the ideal solvent of alpha olefins. The productyield is high and the performance is excellent.Key words: Solubility parameter; Cyclohexane; Polymer alpha olefins溶液聚合是合成基础油常用的聚合方法之一-。下 反应所需的理想溶剂。溶剂的选择对于溶液聚合反应而言是至关重要的，1主要 试剂和仪器溶剂选择合适则对聚合物溶解性好，可以减小或消除凝胶效应;选用的溶剂不合适，会造成对聚合物试剂: Al(Et)2Cl: 美国进口; TiCls:无色透明液溶解性不好，在反应过程中产生沉淀，加剧凝胶效体，天津市福晨化学试剂厂;环己烷:分析纯，天应。通常情况下，一般使用“相似相溶”原理为溶津市福晨化学试剂厂;正庚烷:分析纯，天津市福剂选择的依据之- -，这里所提到的“相似”实际上晨化学试剂厂;甲苯:分析纯，天津市福晨化学试就是相近的溶度参数，即当溶剂与聚合物有相似的剂厂;四氯化碳:分析纯，天津市福晨化学试剂厂;溶度参数时，它们会出现理想的溶解效果"。溶度二氯甲烷:分析纯,天津市福晨化学试剂厂;正疋参数是衡量液体之间相容性的-项物理常数，是由烷:分析纯，天津市福晨化学试剂厂。Hildebrand J H等在20世纪中期提出了的。溶度参仪器: 0.5 L常压聚合反应釜。数被定义为物质内聚能密度的平方根，用来表征液2溶剂选择.体分子间相互作用强度”。目前，溶度参数被广泛的应用于高聚物浴解性的预测与研究、预测表征色溶液聚合过程中，溶剂不参加反应，但是溶剂素的表面”、多组分体系相平衡的计算、油田化学的重要性却不容忽视。所选溶剂的合适与否在- -定品溶解性研究等方面。程度上决定了反应速率和聚合度。从化学角度应该本文以溶液的溶度参数为主要考察对象，利用考虑溶剂性质对聚合物分子量、聚合速度和微结构溶度参数计算公式计算出聚合物的溶度参数作为参等的影响;从化工角度考虑溶度参数的问题，这会考值进行溶剂选择,并通过实验考察了不同溶度参影响到体 系的粘度和收率。所选择的溶剂在相应聚数的溶剂对最终产物的影响。筛选出适合该聚合度合反应条件下必须是不与原料、催化剂和引发剂直收稿日期: 2011-09-07作者简介:李长海(1973-),男， 黑龙江明水人，讲师。东北石油大学化工工艺专业硕士研究生，主要研究方向是俳化反应工程。E-mai1 ich3035@sina.com, Tel: 0992 -3874051。1132当_代化2011年11月接发生反应，反应完成后容易脱除，稳定、毒性小、18.2(J/cm)n 和二氯甲烷19.8(J/cm y'分别进行实验，性价比高。因此，溶剂的选择在溶液聚合反应中是验证不同溶度参数的溶剂对聚合物的影响。首先要解决的问题。3结果与分析2.1聚合物溶 度参数的计算在进行溶剂选择之前首先要对聚合物的溶度参在一定催化剂用量、反应时间和反应温度下进数进行计算，作为溶剂选择的依据之-。聚合物的行实验，结果如表3所示。从溶剂的溶度参数角度溶度参数越接近溶剂的溶度参数,溶解过程就越容分析，越是溶度参数接近，聚合物质量收率、100易进行。聚合物溶度参数的计算公式如下:C时的粘度和粘度指数都较高。选择溶度参数相近82.(则)”(1)的溶剂为得到目标聚合物提供了有利的反应环境,所得的产物也向着理性聚合度的方向进行。式中: E'一摩尔相互作用常数值;Tabl表3不同溶剂对齐聚反应的影响Effect of various solvent on oligomerizationV=MJd, Mo- -聚 合物重复结构单元相对分子质量;d -聚合物密度。溶剂商度务教质量收率% rwr/mm' .。VI表1列出了常用基团的摩尔相互作用常数”。正已烷14.851.67.3212表1常用基团的摩尔相互作用常数E，正庚烷15.379.519.37Table 1 The molar interaction parameters of the common环已烷16.884.733.59144groups E'四氯化碳. 17.685.110基CH2- -CH= ;18.73.86.991V/(cm’ ●mol') 33.5 16.1 13.5 -1.0 -19.2 28.5二氯甲烷42.712.46E' 1J.mol') 4710 4940 4310 3430 1470 4310从溶剂的极性角度分析,用甲苯和二氯甲烷作从癸烯为原料合成PAO的重复结构单元结构为溶剂，聚合物粘度低，主要是因为甲苯和二氯甲可知:重复结构单元中含有10个- -CH-，表1中烷为极性溶剂，在反应过程中发生了烷基化反应，查到其E'为4940J/mol。有关文献报道PAO以三造成粘度下降，而聚合物的粘度指数与支化度成反聚体为性能最优，按三聚体计算重复结构单元相对比关系”。甲苯烷基化反应如下:分子质量为14。根据实验计算PAO的密度为0.77。82-(别)“. NWW-wL )m=[4 940/ ( 14/0.77) ]"=16.5 (Jem' )"(2)4结论文献中所记载的聚a -烯烃溶度参数为16.6141,利用溶度参数公式计算出聚合物的溶度参数,与计算值基本相同。并应用于聚合反应所用溶剂的选择中。从实验结果2.2溶剂的溶度参数溶剂的溶度参数是衡量液体之间相容性的一-项可以得到，溶剂种类对聚烯烃油的影响明显。由于物理常数，表示了物质结构特点，为选择溶剂提供环已烷的溶度参数更接近聚合物的溶度参数且环己了理论指导。表2列出了常用溶剂的溶度参数。烷是非极性溶剂，所得产物各项性能突出，因此，环已烷可作为聚烯烃合成油的理想溶剂。利用溶度Table 2 The sol表2.常用溶剂的溶解度参数。参数进行聚合反应溶剂的选择对实际生产具有一定‘溶剂8溶剂81溶剂8/.的指导意义。U●cim)(●cmi )参考文献:正戊烷14.4正辛烷15.4|二氯甲烷 19.8正已烧甲苯8.217.6[1吉青.乔宝福,赵得禄.高分子的溶度参数理论[小.物理学8.7四氯乙烯19报200756(3):1815- -1818.8.42孙志娟,张心亚，等.溶度参数的发展及应用0.橡胶工业.2007.54.54-57.经过计算得出聚合物的溶度参数为3]侯文顺高聚物生产技术M.北京化学T业出版社29012)16218116.5(J/em)",参考表2中所列举溶剂的溶度参数，[4]昌涯,刘韦韦.利用溶解度参数筛选二甲醚发动机油的基础油和添加剂J].上海化I.2010535);: 9-12.分别选择正已烷14.9( J/cm’归、正庚烷15.20/cm)n、[5] 申志明.1-癸烯齐聚制备聚烯烃合成油[D}大连理工大环已烷16.80/cm)"、 四氯化碳17.6J/cm)"、 甲苯学.2009.9(25):20-23.