B. NỘI DUNG LUẬN ÁN
1.2.1. Cấu trúc và tính chất hóa lý của polyme có khả năng hạ nhiệt độ đông đặc của
mô lớn.
1.2. TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA POLYME CÓ KHẢ NĂNG HẠ NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CỦA DẦU THÔ ĐÔNG ĐẶC CỦA DẦU THÔ
1.2.1. Cấu trúc và tính chất hóa lý của polyme có khả năng hạ nhiệt độ đông đặc của dầu thô của dầu thô
Thành phần chính của hầu hết của phụ gia hạ nhiệt độ đông đặc (PPD) và các chất ức chế sáp (wax inhibitors) cho dầu thô đều chứa hai phần trong phân tử: một phần phân cực và một phần không phân cực [48, 49, 69-71]. Phần không phân cực thường là chuỗi ankyl mạch dài, tương tác với sáp parafin thông qua quá trình tạo mầm, hấp phụ và đồng kết tinh [50, 51-53, 72-77]. Phần phân cực, chẳng hạn như các nhóm este, vinyl axetat, anhydrit maleic hoặc acrylonitril... có thể làm gián đoạn sự phát triển của tinh thể sáp, điều chỉnh hình thái và ức chế sự hình thành các tinh thể sáp lớn [54-56, 78, 79].
Một ngoại lệ so với cấu trúc tiêu chuẩn như trên là các copolyme tinh thể - vô định hình [57, 78-85]. Ví dụ, các copolyme của etylen/buten (PEB) có cấu trúc gồm một nhóm không phân cực tinh thể (polyetylen) và một nhóm không phân cực vô định hình (polybuten). Trong đó, nhóm tinh thể hình thành nhân tinh thể và được bao quanh bởi các nhóm vô định hình. Cấu tạo này giúp phân tán hiệu quả nhân tinh thể trong pha dầu [58, 59, 86, 87, 89].
Thành phần chính của phụ gia hạ nhiệt độ đông đặc trong công nghiệp thường được chia thành các loại sau: copolyme etylen, copolyme tinh thể - vô định hình, copolyme hình lược và chất hạ điểm đông đặc lai nano (nanohybrid PPD) [26, 57, 60]. Copolyme etylen có đại điện điển hình, được sử dụng nhiều nhất là copolyme etylen
20
vinyl axetat (EVA); copolyme tinh thể - vô định hình thường bao gồm một mạch chính polyetylen (PE), trong đó có chứa phần vô định hình, bao gồm copolyme etylen- propylen (PE-PEP), copolyme etylen-buten (PE-PEB), poly(maleic anhydrit amid co- α-olefin) (MAC) [27-30]; các copolyme hình lược cũng có cấu tạo tương tự như vậy nhưng có thêm vào các mạch nhánh ankyl [31, 88, 90, 92]; với các copolyme hình lược, trường hợp lý tưởng là chuỗi mạch nhánh ankyl đồng bộ với số nguyên tử cacbon trung bình của thành phần sáp có trong dầu thô, vì như thế sẽ đạt được độ tương thích cao với chúng [91].
Theo thứ tự, chuỗi ankyl mạch nhánh và phần phân cực có thể thúc đẩy tương tác của copolyme với sáp và asphalten (phần phân cực của dầu thô do chứa nhiều dị nguyên tố và vòng thơm ngưng tụ) [33-37, 90-93], tạo hiệu quả biến đổi hình thái tinh thể sáp tốt hơn [25, 94, 95]. Các hạt nano và vật liệu tổng hợp polyme-hạt nano đã được nghiên cứu gần đây vì khả năng cải thiện nhiệt độ đông đặc của chúng [38-47]. Các hạt nano này được cho là có khả năng thay đổi các polyme vì kích thước đặc biệt, hiệu ứng hấp phụ bề mặt cao và hiệu ứng kích thước lượng tử [60, 96-100].