聚異丁烯胺的綠色制備

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1、第一章文獻(xiàn)綜述1．1汽油清凈分散劑概述汽車運(yùn)行過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)與燃燒室產(chǎn)生大量的沉積物會(huì)嚴(yán)重影響燃料的正常噴射、霧化、混合燃燒，使汽車不能『F常運(yùn)行；與此同時(shí)，尾氣中的烴類、CO、NOx有害物質(zhì)的排放急劇增加，對(duì)大氣環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的破壞【lj。汽車燃油系統(tǒng)沉積物的形成主要有兩方面的原因：一是由于汽油本身存在膠質(zhì)、雜質(zhì)、以及在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存過程中所攜帶的銹渣等，導(dǎo)致在汽車油箱、進(jìn)油管等部位形成類似油泥的沉積物；二是由于噴嘴、進(jìn)氣閥處工作溫度較高，汽油中存在的烯烴(尤其是二烯烴)等不穩(wěn)定組分極易發(fā)生氧化和縮合反應(yīng)，形成膠質(zhì)和樹脂狀積垢，這些積垢又吸附周圍環(huán)境的顆粒物質(zhì)，最

2、終以積炭的形式沉積在噴嘴、進(jìn)氣閥、燃燒室等部位口J。防止積炭的有效方法是在燃油(汽柴油)中加入清凈分散劑。汽油清凈劑是控制和清除沉積物生成的最有效措施，半個(gè)世紀(jì)以來，美國等發(fā)達(dá)國家一直致力于汽油清凈劑的開發(fā)應(yīng)用。清凈分散劑一般在分子兩端各含有非極性基團(tuán)和極性基酬31，極性基團(tuán)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴嘴、進(jìn)氣閥中已形成的沉積物和積炭有很強(qiáng)的吸附能力。汽油清凈劑吸附在沉積物和積炭表面，使沉積物和積炭慢慢變得疏松，并呈微小顆粒而洗滌下來。這些小顆粒被極性基團(tuán)所包圍，難以進(jìn)一步聚集形成大顆粒沉積在金屬表面。一些夾雜在沉積物中難溶于汽油中的微?；衔飫t被汽油清凈劑包圍增溶于汽油中。非極性

3、基團(tuán)則解決汽油清凈劑在汽油中的溶解問題。這就是汽油清凈劑的清潔和保潔功能的基本原理I引。由于沉積物對(duì)廢氣排放會(huì)造成很大的負(fù)面影響【5J，迫于環(huán)保壓力，美國清潔法案規(guī)定自1995年1月1日起，新配方汽油必須添加汽油清凈劑。我國成品汽油中烯烴含量較高，大約是國外同類產(chǎn)品的1．3倍【6】，我國也已著手開發(fā)或引進(jìn)國外汽油清凈劑。我國的汽油清凈劑產(chǎn)品起步晚、發(fā)展快，最早出現(xiàn)于1993年，大規(guī)模推向市場在1998年。使用汽油清凈劑的汽油對(duì)環(huán)保、節(jié)能和發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)的意義，盡管還缺乏足夠的量化數(shù)據(jù)，但其作用是顯而易見的17J，高性能汽油清凈劑與含納米添加劑的高檔汽油機(jī)油聯(lián)合使用時(shí)效果更佳，例

4、如，2005年蘭州潤滑油研發(fā)中心開展了高性能汽油清凈劑配合含納米添加劑的高檔汽油機(jī)油的行車試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，選用了奧迪A6、藍(lán)鳥和寶來等多種車型的車輛在嘉峪關(guān)蘭州西安路線循環(huán)行駛，總計(jì)約18000km的行車考察，通過比較各試驗(yàn)車輛的實(shí)際油耗來考察含納米添加劑的高檔汽油機(jī)油以及其與高性能汽油清凈劑配合使用時(shí)對(duì)汽車油耗的影響。其中用于考察對(duì)比的兩輛藍(lán)鳥汽車，一輛使用了10W／30SJ汽油機(jī)油配合空白93號(hào)無鉛汽油，百千米油耗為8．90L；另一輛使用了含納米添加劑的高檔汽油機(jī)油配合含有400“∥g高性能汽油清凈劑的93號(hào)無鉛汽油，百千米油耗為8．62L。由此可見，高性能汽油清凈劑與

5、含納米添加劑的高檔汽油機(jī)油聯(lián)合使用時(shí)，油耗降低可達(dá)3．15％，表現(xiàn)出明顯的節(jié)油效果。油耗的降低，存在兩方面原因：一方面在于試驗(yàn)使用的高檔潤滑油是一種含有納米銅添加劑的產(chǎn)品，其中的納米銅具有自修復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損面的功能，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)部件摩擦系數(shù)而減少汽車油耗；另一方面在于使用高性能汽油清凈劑能夠有效保持發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的清潔，使得發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在良好工作狀態(tài)下，油耗接近車輛設(shè)計(jì)要求；而對(duì)比車使用的是普通汽油，隨試驗(yàn)時(shí)間的延長，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)沉積物造成實(shí)際工況惡化，油耗因而增大[Sl。最近，《車用汽油清潔劑》國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布實(shí)施。2004年lO月1日市場上的油已東南人學(xué)碩士學(xué)位論文經(jīng)達(dá)

6、到了歐II標(biāo)準(zhǔn)；而到2005年7月l同北京市場上的油就已經(jīng)達(dá)到歐ⅡI標(biāo)準(zhǔn)。按照北京市《車用汽油北京市地方標(biāo)準(zhǔn)》，企業(yè)必須在油品中加入清潔劑。到目前為止，國外已經(jīng)研發(fā)和試用了5代汽油清凈劑產(chǎn)品【9】，其大致分類如下：(1)第一代產(chǎn)品是在20世紀(jì)50年代中期首次推出的，汽油清凈劑能有效的控制化油器沉積物的形成，從結(jié)構(gòu)上看，它是一種表面活性劑，含有氨基、酰胺等含氮的低分子量化合物，屬于常規(guī)胺型清凈分散劑，被稱為第一代清凈分散劑。第一代汽油清凈劑主要是為了解決化油器的沉積物問題II?。(2)第二代產(chǎn)品產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代后期，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)誕生并快速發(fā)展，這種發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)積炭較為敏感，由

7、于這種發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)身較小，部件排列緊湊，空間有限，在怠速或停車的情況下，燃油噴嘴周圍溫度可以達(dá)到135攝氏度，汽油燃料中的的烴類在此環(huán)境下易氧化成漆膜或積炭，從而堵塞噴嘴，影響霧化效果，這時(shí)第二代汽油清凈劑應(yīng)運(yùn)而生，主要用來克服汽車行駛時(shí)出現(xiàn)的燃油噴嘴堵塞問題17】。第二代汽油清凈劑主劑主要是相對(duì)分子質(zhì)量為300．500的聚異丁烯胺類和聚醚胺類化合物【lo】。(3)第三代汽油清凈劑產(chǎn)品是于20世紀(jì)90年代開發(fā)出來的，沉積物在進(jìn)氣閥堆積，會(huì)干擾進(jìn)氣閥的密封，導(dǎo)致閥門關(guān)閉不緊、竄氣嚴(yán)重，同時(shí)沉積物減少了發(fā)動(dòng)機(jī)容量的有效性