hrvatski

Reološki aditivi mineralnih mazivih ulja na temelju kopolimera stirena i alkilnih metakrilata

U sklopu ovog rada ispitana je reakcija i proces kopolimerizacije stirena (St) i n-alkil-metakrilata: dodecil-metakrilata (DDMA) i oktadecil-metakrilata (ODMA), strukturna građa dobivenih kopolimera te njihova temeljna svojstva posebice toplinska postojanost i poboljšavala reolških svojstava mineralnih mazivih ulja. Proces kopolimerizacije proveden je u otopini toluena u kotlastom reaktoru pri homogenim uvjetima uz 2,2`-azobisizobutironitril kao inicijator u širokom području sastava i konverzija, a kinetička mjerenja obavljena su dilatometrijskom metodom. Sastav dobivenih kopolimera određen je metodom 1H-NMR spektroskopije. Utjecaj sastava smjese monomera (f1) na sastav nastalog kopolimera (F1) pri niskim konverzijama prikazan je i grafičkom metodom. Dobiveni rezultati ukazuju na reakciju pseudo-idealne kopolimerizacije. Omjeri kopolimerizacijske reaktivnosti monomera (r1 , r2) utvrđeni su primjenom tri najzastupljenije metode: metoda Kelen-Tüdősa pri niskim konverzijama, metoda Kelen-Tüdősa pri visokim konverzijama i metoda Fineman-Ross. Određene su i vrijednosti pouzdanosti rezultata također metodom Kelen-Tüdősa. Dobivene vrijednosti u dobrom su međusobnom odnosu, a prosječne vrijednosti jesu: - sustav St/DDMA r1 = 0,52 ± 0,02 r2 = 0,42 ± 0,02 - sustav St/ODMA r1 = 0,58 ± 0,01 r2 = 0,46 ± 0,02 Utjecaj strukture monomera iskazan je polarnim (e) i rezonantnim utjecajima (Q) po Alfrey-Priceovoj jednadžbi i određen metodom Greenleya, a dobivene vrijednosti iznose St/DDMA: Q = 0,78 i e = 0,30 i za St/ODMA: Q = 0,79 i e = 0,18 Početne brzine reakcije utvrđene su dilatometrijskom metodom: a) za reakcije homopolimerizacije nalaze se u nizu: oktadecil-metakrilat > dodecil-metakrilat >> stiren b) za reakcije kopolimerizacije naglo se smanjuju s povećanjem udjela stirena u smjesi monomera. Slično ponašanje utvrđeno je i za vrijednosti molekulnih masa ( , ) koje se nalaze u rasponu = 50 ··· 130·103, izrazito su simetrične i uske raspodjele, a vrijednosti graničnih viskoznih brojeva ponašaju se na identični način. Utjecaj koncentracije početne smjese monomera utvrđen je za kopolimerizacju sustava St/DDMA, a dobivene vrijednosti početne brzine reakcije u potpunom su suglasju s temeljnom jednadžbom brzina reakcije polimerizacije mehanizmom slobodnih radikala. Reakcije kopolimerizacije do visokih konverzija za oba ispitana sustava također značajno ovise o sastavu smjese monomera. Dobiven je niz krivulja konverzija/vrijeme, s tim da se konverzija značajno smanjuje s povećanjem udjela stirene u početnoj smjesi monomera. Pri molnom udjelu stirena 0,7 u smjesi monomera ovisnost vrijeme/konverzija je jednaka vremenu za stiren monomer, što je u skladu s početnim brzinama reakcije i vrijednostima omjera kopolimerizacijske reaktivnosti monomera. Toplinska postojanost kopolimera, uvrđena termogravimetrijskom metodom, pokazuje slično ponašanje za oba sustava kopolimera, do razgradnje dolazi jednostupnjevitim mehanizmom, a stabilnost kopolimera se nalazi između stabilnosti homopolimera, nešto bliže polistirenu. Reološka svojstva priređenih homopolimera, poli(alkil-metakrilata), kao i kopolimera promjenljivog sastava St/DDMA i St/ODMA, utvrđena su određivanjem graničnog viskoznog broja u otopini toluena pri 30···90°C. Homopolimeri n-alkil-metakrilata pokazuju maksimalne vrijednosti viskoznosti pri oko 60°C i postupno se smanjuju porastom udjela stirena u kopolimeru do viskoznosti polistirena koji ne pokazuje značajnu ovisnost viskoznosti o temperaturi. Utjecaj sastava otopine kopolimera koji sadrži tri monomera: St/DDMA/ODMA, na viskoznost pri 40 i 100oC, indeks viskoznosti i smanjenje viskoznosti uslijed smičnog naprezanja i tecište, određeni su u baznom mineralnom ulju. Dobivene vrijednosti usporedive su s vrijednostima polimernog poboljšavala indeksa viskoznosti na temelju terpolimera metil-metakrilata/dodecil-metakrilata/oktadecil-metakrilata.

Stiren; Dodecil-metakrilat; Oktadecil-metakrilat; Polimerizacije; Kopolimerizacije; Kopolimeri; Aditivi; Viskoznost; Smična stabilnost

nije evidentirano