Зависимость загущающих свойств и реологического поведения масел от природы модификаторов вязкости на основе сополимеров стирола с бутадиеном

封面

如何引用文章

全文:

详细

Проведено комплексное исследование модифицирующего действия сополимеров бутадиена и стирола с варьируемыми параметрами молекулярной массы (Mw = 100–520 кДа) и содержания стирольных звеньев на вязкостные и реологические свойства базовых масел различной природы. Все исследуемые сополимеры проявляют выраженную загущающую способность; при этом эффективность загущения напрямую коррелирует с молекулярной массой присадки. Максимальный прирост кинематической вязкости при введении присадок наблюдается для минеральных масел, а увеличение индекса вязкости более выражено в случае синтетических масел IV и V групп. Показано, что оптимальная концентрация присадок такого типа ограничена значениями в 2–3 мас.% вне зависимости от типа масла и природы присадки, тогда как использование модификаторов в большей концентрации приводит к резкому росту температуры застывания (более чем в 2 раза) и ухудшению низкотемпературной текучести. Изучение реологического поведения полиальфаолефинового масла, модифицированного присадками, показало, что повышение вязкости без структурообразования происходит при малом содержании макромолекул модификатора. Структурирование масла с появлением предела текучести и низкочастотным упругим откликом наблюдается при высоком содержании присадки. Полученные результаты могут быть использованы для создания композиций масел с заданными реологическими характеристиками для различных климатических зон и условий эксплуатации.

全文:

受限制的访问

作者简介

Антон Лядов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: lyadov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0001-9969-7706

к. х. н., в. н. с.

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Александр Кочубеев

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lyadov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0001-5760-8453

м. н. с.

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Алексей Анисимов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lyadov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0009-0006-2084-1036

Студент

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Сергей Ильин

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lyadov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-7947-8845

к. х. н., в. н. с.

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Глеб Карпов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lyadov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-6838-5109

к. х. н., н. с.

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Всеволод Жигарев

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lyadov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-7480-7494

к. х. н., н. с.

俄罗斯联邦, Москва, 119991

Олег Паренаго

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: lyadov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-4869-4035

д. х. н., г. н. с.

俄罗斯联邦, Москва, 119991

参考

  1. Stambaugh R., Kinker B. Viscosity Index Improvers and Thickeners. In: Chemistry and Technology of Lubricants, Еds. R. Mortier, М. Fox, S. Orszulik. Springer, Dordrecht, 2010. https://doi.org/10.1023/b105569_5
  2. Müller H.G. Mechanism of action of viscosity index improvers // Tribology Intern. 1978. V. 11, I. 3. P. 189–192. https://doi.org/10.1016/0301-679X(78)90006-3
  3. Covitch M., Trickett K. How polymers behave as viscosity index improvers in lubricating oils // Advances in Chem. Engineering and Science. 2015. V. 5, № 2. P. 134–151. https://doi.org/10.4236/aces.2015.52015
  4. Liao W., Ju C., Zhao Q., Lou W., Wang X., Zhang S. Synthesis and properties study of a multifunctional polymethacrylate viscosity index improver // ACS Applied Engineering Materials. 2025. V. 3, № 1. P. 108–117. https://doi.org/10.1021/acsaenm.4c00624
  5. Marsden K. Literature review of OCP viscosity modifiers // Lubrication Science. 1989. V. 1, I. 3. P. 265–280. https://doi.org/10.1002/ls.3010010304
  6. Петрухина Н.Н., Цветков О.Н., Максимов А.Л. Гидрированные сополимеры стирола и диенов как загущающие присадки к смазочным маслам (обзор) // Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92, № 9. С. 1091–1103. https://doi.org/10.1134/S0044461819090019 [Petrukhina N.N., Tsvetkov O.N., Maksimov A.L. Hydrogenated styrene–diene copolymers as thickening additives to lubricating oils // Russ. J. of Applied Chemistry. 2019. V. 92. P. 1179–1189. https://doi.org/10.1134/S1070427219090015]
  7. Huang H.-M., Liu I.-C., Tsiang R. Studies of hydrodynamic properties for characterizing star-shaped poly(ethylene-co-propylene) // Polymer. 2005. V. 46, I. 3. P. 955–963. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2004.11.102
  8. Martini A., Ramasamy U.S., Len M. Review of viscosity modifier lubricant additives // Tribol. Lett. 2018. V. 66. ID 58. https://doi.org/10.1007/s11249-018-1007-0
  9. Ver Strate G., Struglinski M.J. Polymers as lubricating-oil viscosity modifers. In: Polymers as Rheology Modifers. Еds. D.N. Schulz, J.E. Glass. Am. Chem. Soc. Washington, 1991.
  10. Carfora R., Notari M., Assanelli G., Caramia S., Nitti A., Pasini D. Thermoresponsive polymers as viscosity modifiers: innovative nanoarchitectures as lubricant additives // ChemPlusChem. 2025. V. 90. e202400611. https://doi.org/10.1002/cplu.202400611
  11. González Cortes P., Araya-Hermosilla R., Wrighton-Araneda K., Cortés-Arriagada D., Picchioni F., Yan F., Rudolf P., Bose R.K., Quero F. Effect of intermolecular interactions on the glass transition temperature of chemically modified alternating polyketones // Mater. Today Chem. 2023. V. 34. ID 101771. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2023.101771
  12. Коршак В.В., Виноградова С.В. Зависимость термостойкости полимеров от их химического строения // Успехи химии. 1968. Т. 37, № 11. С. 2024–2069. [Korshak V.V., Vinogradova S.V. Dependence of thermal stability of polymers on their chemical structure // Russ. Chem. Rev. 1968. V. 37. P. 885–906. https://doi.org/10.1070/rc1968v037n11abeh001712]
  13. Yadykova A.Y., Ilyin S.O. Compatibility and rheology of bio-oil blends with light and heavy crude oils // Fuel. 2022. V. 314. ID 122761. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122761
  14. Ilyin S.O. Structural rheology in the development and study of complex polymer materials // Polymers. 2024. V. 16, I. 17. ID 2458. https://doi.org/10.3390/polym16172458
  15. Карпов Г.О., Моронцев А.А., Ильин С.О., Султанова М.У., Самойлов В.О., Бермешев М.В. Синтез сополимеров этилена с винилацетатом путем радикальной полимеризации с обратимой передачей цепи // Журнал прикладной химии. 2023. Т. 96, № 1. С. 60–68. [Karpov G.O., Morontsev A.A., Ilyin S.O., Sultanova M.U., Samoilov V.O., Bermeshev M.V. Synthesis of ethylene–vinyl acetate copolymers by reversible addition–fragmentation chain-transfer radical polymerization // Russ. J. of Applied Chemistry. 2023. V. 96. P. 50–58. https://doi.org/10.1134/S1070427223010081]
  16. Hansen C.M. Hansen solubility parameters: a user's handbook. Boca Raton: CRC Press, 2007. 519 p. ISBN 0-8493-7248-8

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. 1H NMR spectra of copolymer P2: (a) before hydrogenation and (b) after hydrogenation.

下载 (729KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Dependence of the viscosity characteristics of oils of various groups (AU, I-20, PAOM-4, DOSt) on the nature of the additive (additive concentration of 1 wt.%).

下载 (1MB)
索引源数据
4. Fig. 3. Dependences of viscosity on shear stress at -20°C for AU (a), I-20 (b), PAOM-4 (c) and DOSt (d) containing 1% high molecular weight additive.

下载 (1MB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependences of viscosity on shear stress (a) and accumulation and loss modules on angular frequency (b) at -20°C for PAOM-4 containing different concentrations of P1.

下载 (1MB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependences of viscosity on shear stress (a) and accumulation and loss modules on angular frequency (b) at -20°C for PAOM-4 containing different concentrations of P2.

下载 (1MB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dependences of viscosity on shear stress (a) and accumulation and loss modules on angular frequency (b) at -20°C for PAOM-4 containing different concentrations of P3.

下载 (1MB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025