新型树枝状化**支化聚合物用于油品添加剂中的润滑剂

油品工业需不断发展以适应日益增长的运输技术的严格要求。例如，从简单的减磨到铸铁机器中的传热介质。润滑油也被期望作为抗氧化剂和现代内燃机的保护涂层。目前工业润滑油中的两种常见成分是粘度和摩擦改性剂，它们的作用是提高操作效率和减少磨损。摩擦改性剂（FM）减少内摩擦产生的能量损失，并保持边界膜以防止磨损。虽然基础油可减少一些边界摩擦，但它并不被视为真正的FM。额外的添加剂，包括聚合物常被用来减少摩擦。但聚合物添加剂的剪切稳定性欠佳。

一般来说，添加剂是两亲性分子，其分子结构中含有一个直链烃“尾巴”和一个极性“头”，如胺、酰胺、羧酸、磷酸/膦酸等。后者可与发动机内的金属表面相互作用以锚定材料。聚合物添加剂的替代品是无机添加剂，如二硫化钼（MoS2）晶体。些物质沉积在金属表面，可发生滑动和剪切。较近的研究发现，使用MoS2可得到**低摩擦系数的材料。

粘度调节剂（VMs）是高分子量的线形聚合物，用于提高油的粘度指数，以使油在较宽的温度范围内使用。这些多等级的油易于冷启动，改进了燃油效率。常用的VMs是线形烯烃共聚物，如乙烯-丙烯、氢化苯乙烯-二烯、聚（烷基）甲基丙烯酸酯共聚物等。这些VMs具有强的分子间/链间相互吸引作用，限制了在低温下可达到的较小粘度。但使用非线性三维（3D）结构聚合物会减少这些相互作用。

当**支化聚合物（HBP）和树枝状聚合物加入液体介质时，与线形聚合物有很大不同，如粘度的变化。HBP的多分支结构限制链间缠结，被称为是“球状”分子结构。树枝状大分子是多分支的、结构明确的（单分散）的3D大分子，一般通过高度控制、多步、顺序和迭代反应合成。树枝状大分子的多孔结构源于一个中心核，其已被证明非常适于封装小分子。树枝状大分子可用于药物递送、诊断、催化、发光、改变聚合物熔体流动性等领域。但对其应用仍需进一步研究。

HBP易于快速合成（数小时而不是数周）、成本低（单步而不是多步合成）、灵活性较强（适用单体较广泛）。HBP虽然结构不如树枝状大分子明确，但性能与其相似，例如，HBP粘度低。较近，许多**支化聚合物已用于改进润滑剂和重油的粘度。但据报道，加入聚合物会导致油/润滑剂质量降低。这些聚合物的油溶性在上述问题较小化和改进传统添加剂中很重要。因此，对油/配方成分的表征有助于了解加入添加剂对分子间相互作用的影响，利于开发聚合物粘度改进剂。

在本研究中，由于使用双功能单体合成HBP，所以必须防止交联。交联会形成不溶性凝胶。传统自由基聚合中，在双官能团浓度很低（<<10%）和较低的转化率（20%）条件下即可形成凝胶。催化链转移聚合（CCTP）是工业上可行的聚合方法，通常使用钴的**金属络合物作为链转移剂（CTA）。

英国诺丁汉大学、bp应用科学的Derek J. Irvine等人合成了一类新型聚合物润滑剂添加剂，并研究了其对润滑剂的增强性能。与目前使用的商用聚合物添加剂相比，该类材料具有较强的抗磨损和较好的低温粘度/流动性。他们采用LMA低聚物，开发了新型的链转移控制DVB聚合方法。该方法可合成值很高的HBP，其可溶解于溶剂和PA04油。

作者合成了两种HBPs，**种用LMA低聚粗品混合物（称为半块状），*二种用纯化的LMA二聚/三聚体（块状）。两种HBPs均表现出优良的低粘度润滑和防磨损性能。与目前的标准线形添加剂相比，HBP的运动粘度低（KV）、成膜性好、可防止磨损、减少摩擦。低KV归因为HBP的“球形”结构，成膜性好归因为HBP结构中高密度的乙烯基，其可在高温下交联以及在测试条件下发生的滚动。随着温度和轧制速度增加，形成的膜没有磨损。产生的磨痕没有变长，表面磨损程度较低。所形成的保护膜在一定温度和轧制速度范围内也减少了表面之间的摩擦。

总的来说，基于性能差异，块状结构所需的纯化步骤繁杂且成本高，因此在未来的工作中，半块状聚合物将是扩大规模生产的。

本研究合成HBP所用的单体和低聚物的结构，a.二乙烯基苯；B.甲基丙烯酸月桂酯；c.丙烯酸月桂酯；d. 甲基丙烯酸硬脂酯；e. 丙烯酸硬脂酯；f. 月桂酯/甲基丙烯酸硬脂酯二聚体, n=11为月桂基，n=17为硬脂基

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