油品抗靜電劑綜述

1、油品抗靜電劑綜述石油石化行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是我國(guó)的支柱性產(chǎn)業(yè)。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)動(dòng)車數(shù)量及種類不斷增加，燃油的需求量也同步上升，我國(guó)從石油中提煉、加工的產(chǎn)品越來(lái)越多，石油化學(xué)制品隨之也廣泛應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)中。近幾年隨環(huán)保要求的提高，燃油品質(zhì)不斷升級(jí)。燃油及石油制品的主要成分是烴類化合物，均是電的不良導(dǎo)體，特別是通過(guò)脫硫、脫氮等精加工后，使得燃油的導(dǎo)電性能更差。在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、裝卸、運(yùn)輸使用的過(guò)程中，油品與儲(chǔ)容器或輸油管壁之間的摩擦極易產(chǎn)生十分危險(xiǎn)的靜電，積累至一定程度會(huì)產(chǎn)生靜電火花，點(diǎn)燃爆炸性混合氣引起爆炸和火災(zāi)等重大災(zāi)害。因此，提高燃油的使用安全性一直是備受關(guān)注的研究之

2、一。石油靜電的起電機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，它受很多因素的影響，如何有效的減少或消除燃油在生產(chǎn)、運(yùn)輸中產(chǎn)生的靜電，確保燃油及石油產(chǎn)品安全運(yùn)輸，減少靜電事故，有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。在石油及石油制品儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，如油庫(kù)、油罐、輸油管道、油輪及油槽等場(chǎng)所，特別是輕質(zhì)油品，如煤油、汽油、航空煤油，因其電阻率較高，更易積聚電荷，發(fā)生靜電災(zāi)害事故。美國(guó)石油企業(yè)平均每年發(fā)生靜電災(zāi)害十余起，日本平均每年發(fā)生靜電災(zāi)害二十余起。據(jù)殼牌石油集團(tuán)的一項(xiàng)專題報(bào)告指出，裝卸或運(yùn)輸石油及石油產(chǎn)品，因靜電放電(ESD)引起的火災(zāi)、爆炸事故在全世界普遍存在，造成的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大。國(guó)際航運(yùn)協(xié)會(huì)(ICS )、國(guó)際石油公司海運(yùn)論壇(OCI

3、MF )和國(guó)際港口協(xié)會(huì)(IAPH )共同制訂的國(guó)際法規(guī) ISGOTT 中指出：全世界每年平均有610次特大事故，是在裝油、卸油時(shí)發(fā)生的。至于公路油罐車和鐵路槽車因 ESD 引起的一般事故或小型事故，時(shí)有發(fā)生。為了減少和預(yù)防因ESD引發(fā)的事故，一方面，國(guó)際組織及國(guó)際集團(tuán)公司不斷修訂更嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不斷提高技術(shù)管理水平。另一方面，國(guó)際組織與國(guó)際集團(tuán)公司投入人力物力開(kāi)展技術(shù)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)，尋求防治ESD的關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)對(duì)靜電放電造成的危害有很高的認(rèn)識(shí)，但對(duì)消除油品靜電的技術(shù)報(bào)道并不多。國(guó)內(nèi)的專家從80年代起對(duì)日益增加的石油工業(yè)靜電事故進(jìn)行了大量的研究，并且翻譯出版了大量的靜電防治的出版物

4、。由于我國(guó)對(duì)石油工業(yè)靜電方面的防治起步比較晚，再加上石油工業(yè)靜電機(jī)理復(fù)雜，干擾因素多的特點(diǎn)，因此，我國(guó)在石油工業(yè)這一領(lǐng)域的靜電防治還存在著很多問(wèn)題，尚有不少安全隱患。1. 油品靜電產(chǎn)生的原因1.1 油品靜電起電機(jī)理 由于有機(jī)物的電阻率高，積累的電荷不易流散，達(dá)到一定量時(shí)，在一定條件下會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。油品帶電是雙電層的形成以及電荷被油流沖走造成的，油品大多帶正電。在兩種不同物質(zhì)的界面上，正負(fù)電荷會(huì)分別進(jìn)行排列，從而形成面層。在溶液中存在著離解形成的正、負(fù)離子，當(dāng)固液兩相接觸時(shí)，固體表面會(huì)通過(guò)非靜電力吸引這些正或負(fù)離子使其帶電。為達(dá)到電中性的要求，帶電固體表面附近的液體中必有與固體表面帶電符號(hào)相反

5、但電荷數(shù)量相等的離子。這樣就在固體接觸面形成偶電層。 熱運(yùn)動(dòng)會(huì)使液體中的離子的分布趨于均勻化，而帶有某種電荷的表面會(huì)排斥同號(hào)離子并吸引帶有帶異性電荷的離子，上述兩種對(duì)抗作用的相對(duì)大小決定了溶液中離子的分布情況。一部分帶有異性電荷的離子由于電性吸引或非電性吸引作用（如范德瓦爾斯力）和表面進(jìn)行緊密結(jié)合，從而構(gòu)成吸附層。而外層電荷的移動(dòng)會(huì)使其余的離子在距界面幾十乃至幾百個(gè)分子直徑的距離上擴(kuò)散，構(gòu)成雙電層的擴(kuò)散層。在擴(kuò)散層中，由于受到帶電表面的吸引，帶異性電荷的離子的濃度要遠(yuǎn)大于帶同號(hào)電荷離子的濃度。隨著距離接觸面的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，過(guò)剩的反離子會(huì)越來(lái)越少，直至在溶液內(nèi)部?jī)煞N離子的濃度達(dá)到相等。 其他因素

6、同樣能形成偶電層，高介電常數(shù)的溶劑會(huì)使金屬發(fā)生溶劑化作用，使其帶負(fù)電，從而使金屬和溶液間形成電位差。固體表面吸附。例如，金屬表面吸附極性分子或表面活性粒子等形成偶電層。 1.2 油品靜電起電產(chǎn)生的原因 要研究油品靜電起電的原因，應(yīng)主要從油品的內(nèi)部特性和外界條件兩個(gè)方面來(lái)理解。油品的組成復(fù)雜，包括碳、氫、氧、氮、硫這些基本元素，以及幾十種微量元素，而金屬元素就有45種。這些微量元素會(huì)對(duì)石油及其產(chǎn)品的加工生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響。某些雜質(zhì)與油品的靜電起電有著密切的關(guān)系。衡量液體燃料安全性的一個(gè)重要指標(biāo)就是電導(dǎo)率，而油品中烴類含量和組成會(huì)影響其電導(dǎo)率值。國(guó)家頒布并實(shí)施的GB6950-2001輕質(zhì)油品安全靜

7、止電導(dǎo)率要求煤油、柴油、汽油等輕質(zhì)油品的電導(dǎo)率大于 50pS·m-1。油品的電導(dǎo)率很低，特別是輕質(zhì)油品，如汽油電阻率為2.5×1013·cm，煤油、柴油的電阻率為7.3×1014·cm，都比較容易產(chǎn)生和積聚靜電。而電阻在10111015·cm 之間的物質(zhì)最容易帶電。油品在儲(chǔ)運(yùn)、灌輸、加工的過(guò)程中，因?yàn)榭偸菚?huì)發(fā)生攪拌、沉降、沖擊、飛濺等摩擦、分離的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生靜電則是不可避免的。1.3 油品帶電的特點(diǎn)、危害1.3.1 導(dǎo)致靜電事故的發(fā)生的原因：感應(yīng)電荷等靜電荷的產(chǎn)生；有充足的火花能量；靜電荷積聚放電；爆炸性氣體混合物達(dá)到濃度極限。在運(yùn)

8、輸、加工、使用油品的過(guò)程中，上述條件中的一種或幾種會(huì)造成靜電放電，從而發(fā)生火災(zāi)和爆炸。 1.3.2 油品靜電的主要特點(diǎn)：油品在管線中產(chǎn)生流動(dòng)電流，其值是與流速v和油品密度和的二次方成正比的。油品帶電量與摩擦力和摩擦機(jī)會(huì)成正比。管線內(nèi)壁越粗糙，油品與界面的接觸面積越大，產(chǎn)生摩擦的機(jī)會(huì)越多，從而電流越大。水分的摻入會(huì)增加油品帶電危險(xiǎn)，且所含水分在1%-5%時(shí)最危險(xiǎn)。多數(shù)油品產(chǎn)生的電荷數(shù)量會(huì)隨油品溫度的升高而增加（柴油相反）。相對(duì)濕度高的空氣，會(huì)減少油品帶電荷量。一般情況下，混入雜質(zhì)有增加靜電的趨向。但當(dāng)雜質(zhì)低了油品的電阻率時(shí)，則有利于靜電的泄漏。絕緣性管道所產(chǎn)生的靜電會(huì)比金屬管道產(chǎn)生靜電多。1.3

9、.3 油品靜電的危害：（1） 油品帶電會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸事故。帶電油品放電產(chǎn)生火花會(huì)釋放能量，若能滿足周圍可燃物的最小著火能量時(shí)，就有可能引發(fā)上述災(zāi)害。（2） 靜電會(huì)影響正常生產(chǎn)。靜電嚴(yán)重危害安全生產(chǎn)、產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量、設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境等。（3） 靜電對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生極大的危害。當(dāng)靜電電擊發(fā)生時(shí)，通過(guò)人體的瞬時(shí)電流會(huì)危害健康。2. 油品抗靜電劑概述 抗靜電劑是指能抑制靜電產(chǎn)生和促進(jìn)電荷泄漏以防止或消除靜電積累的一類化學(xué)助劑。油品組分和性質(zhì)不同抗靜電劑的添加量有所不同，一般只需在加工和運(yùn)輸加入百分之幾到萬(wàn)分之幾的抗靜電劑就能顯著減少生產(chǎn)過(guò)程中的靜電，但應(yīng)注意的是抗靜電劑的添加不得影響油品的性能。對(duì)油品

10、抗靜電劑的研究和應(yīng)用最早開(kāi)始于軍用和航空用燃料。隨后，抗靜電劑逐漸在成品車用汽柴油中使用開(kāi)來(lái)。2.1 油品用抗靜電劑的分類和特性 抗靜電劑是一種表面活性劑，具有非極性基團(tuán)（疏水基或親油基）和極性基團(tuán)（親水基）。常用的疏水基（親油基）有：烷基、烷芳基等，常用的親水基有：羧酸、硫酸、磺酸、磷酸的陰離子，銨鹽、季銨鹽的陽(yáng)離子，以及-O-、-OH等。根據(jù)其抗靜電劑的結(jié)構(gòu)特征可分為無(wú)機(jī)鹽類、無(wú)機(jī)和有機(jī)半導(dǎo)體、表面活性劑以及電解質(zhì)高分子高聚物等；根據(jù)使用方法，可分為外涂型和內(nèi)加型兩種；根據(jù)作用的耐久性又分為暫時(shí)性和耐久性兩種。此外，油品抗靜電劑還可分為有灰型和無(wú)灰型兩種。目前在工業(yè)中使用的燃油抗靜電劑分為

11、金屬和非金屬兩種，其中非金屬抗靜電劑主要有聚砜和聚胺類化合物。根據(jù)分子中的親水基是否電離可將抗靜電劑分為離子型和非離子型。親水基電離后帶負(fù)電即為陰離子型，相反的即為陽(yáng)離子型。若抗靜電劑分子中有兩個(gè)以上電離后分別帶有不同性質(zhì)電荷的親水基，則是兩性型。羥基、醚鍵、酯鍵等不電離的就是非離子型。（1）陽(yáng)離子型抗靜電劑 在這類抗靜電劑中，陽(yáng)離子可以是有機(jī)胺、銨、氨基醇以及堿土金屬或堿金屬的離子等，陰離子一般是在季銨化反應(yīng)中形成的，如氯化物甲基硫酸鹽。此類抗靜電劑的效果較好，但在高溫加工條件下易引起熱變色，熱穩(wěn)定性差，故常作為外用型抗靜電劑。其中埃索公司專利中植酸的季銨鹽是最有效的。（2）陰離子型抗靜電劑

12、 在這類抗靜電劑中，陰離子起到活性作用，陽(yáng)離子一般是堿土金屬或堿金屬的離子。目前在油品抗靜電中應(yīng)用廣泛有各類鉻鹽、銨鹽、鉛鹽等。（3）兩性型抗靜電劑 此類抗靜電劑既具有陽(yáng)離子活性劑的作用，又具有陰離子活性劑的作用，據(jù)所含導(dǎo)電介質(zhì)的不同表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。其耐熱性不如非離子型抗靜電劑，但可以與陰或陽(yáng)離子表面活性劑配合使用。目前的兩性型抗靜電劑是以咪唑衍生物和活性金屬離子鹽混合或者是咪唑金屬絡(luò)合物為主。（4）非離子型抗靜電劑 此類抗靜電劑不帶電荷且極性很小，主要通過(guò)其極性基團(tuán)與電荷間的相互作用起到抗靜電作用，故其所帶極性基團(tuán)數(shù)目以及烷基鏈長(zhǎng)起到關(guān)鍵作用。非離子型抗靜電劑的毒性低、熱穩(wěn)定性好，但多為水

13、溶性，其抗靜電效果也沒(méi)有離子型抗靜電劑的顯著，故大部分無(wú)法作為油品抗靜電劑使用。目前主要有酯、醚類、脂肪酸烷醇酰胺等。2.2 油品抗靜電劑的作用機(jī)理油品用抗靜電劑的作用機(jī)制主要分為兩種：一種是偶極機(jī)制，即作為表面活性劑的油品抗靜電劑添加到輕質(zhì)油品中，極性基團(tuán)定向排列，使油品在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的油品分子和容器壁間的偶電層變薄，從而降低烴類的帶電量。 另一種是離子機(jī)制，即我們認(rèn)為通過(guò)質(zhì)子的傳遞能夠形成離子，而形成的離子可提高油品電導(dǎo)率，加速電荷的泄露。該理論認(rèn)為，溶液中電荷的載體是離子。這些離子在外電場(chǎng)作用下通過(guò)定向排列抵抗外電場(chǎng)的強(qiáng)度。Dacre等人用質(zhì)子的傳遞形成離子而導(dǎo)電的機(jī)理解釋了目前廣泛應(yīng)

14、用的Stadis450和ASA-3兩種抗靜電劑的作用機(jī)制。3. 國(guó)內(nèi)油品抗靜電劑的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)于抗靜電劑的研究起步較晚，早期并沒(méi)有應(yīng)用于石油行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以及人們對(duì)石油化學(xué)制品質(zhì)量的要求逐步提高，近幾十年來(lái)，我國(guó)對(duì)油品抗靜電劑技術(shù)的研究進(jìn)步飛速，其中有些抗靜電劑的效果已經(jīng)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。油品抗靜電劑分為烷基醇胺硫酸鹽類、季胺類、羥乙基烷基胺類、多元醇脂肪酸酯及其衍生物等類別。 目前我國(guó)使用的油品抗靜電劑主要有T1501和 T1502兩種。T1501抗靜電劑是丁二酸二異辛酯磺酸鈣、烷基水楊酸鉻和甲基丙烯酸十二酯甲基丙烯酸二乙基胺酯的共聚物。因?yàn)門1501抗靜電劑表面活

15、性強(qiáng)，能夠顯著降低燃料的水分離指數(shù)，所以必須嚴(yán)格控制其加入量，我國(guó)噴氣燃料中T1501的加入量為1mg·L-1,有效儲(chǔ)存期為一年半。T1502抗靜電劑是無(wú)灰型油品抗靜電劑，以聚砜和聚胺為主要原料，是大慶石化分公司2002年開(kāi)始推廣使用且由空軍油料研究所研制的，其加劑量少，電導(dǎo)率上升快，水分離指數(shù)變化小，且抗靜電效果好。近年來(lái)，我國(guó)石油科學(xué)研究院又開(kāi)發(fā)了T1503型抗靜電劑，主要成分是聚砜、多胺、活性組分以及溶劑甲苯，是一種地面燃油用無(wú)灰型抗靜電劑。其不含鉻和鈣，運(yùn)動(dòng)粘度低，加注容易。鄧文安等使用紅外光譜儀及電導(dǎo)率儀等，利用光化學(xué)反應(yīng)合成了無(wú)灰型抗靜電劑T1502并分析了其理化性質(zhì)及結(jié)

16、構(gòu)，此外實(shí)驗(yàn)還考察了-烯烴與溶劑的物料配比、反應(yīng)溫度以及紫外光照射等條件對(duì)合成反應(yīng)的影響。最后考察了抗靜電劑的添加對(duì)燃料電導(dǎo)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，-烯烴與溶劑的最佳物料配比為1:11:2，最佳合成溫度是10、并且采用紫外光連續(xù)照射方式。加入適量抗靜電劑于柴油中，儲(chǔ)存210天內(nèi)電導(dǎo)率不斷增加，在第10d達(dá)到最大值，此后趨于穩(wěn)定。趙麗萍等對(duì)無(wú)灰型抗靜電劑在燃油中的感受性做了研究，考察了抗靜電劑在噴氣燃料、汽油、柴油中的感受性，同樣考察了溫度、油品組成及協(xié)同作用對(duì)抗靜電劑感受性的影響。結(jié)果表明，直餾航空煤油經(jīng)過(guò)加氫裂化或加氫精制過(guò)程后，對(duì)抗靜電劑的感受性會(huì)提高；溫度影響油品的電導(dǎo)率，溫度升高，油品

17、的電導(dǎo)率也會(huì)升高；油品組成會(huì)影響抗靜電劑的作用效果，芳烴含量越高，無(wú)灰型抗靜電劑的作用效果越好。T1503無(wú)灰型抗靜電劑可以滿足工業(yè)應(yīng)用。 汪艷庚等利用了輕質(zhì)油品電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)抗靜電劑在輕質(zhì)油品中的應(yīng)用做了詳細(xì)的研究，考察了不同油品對(duì)抗靜電劑的感受性差異，以及攪拌、儲(chǔ)存溫度、時(shí)間和容器對(duì)油品電導(dǎo)率的影響。結(jié)果表明，抗靜電劑對(duì)品質(zhì)越高的油品的作用效果越好，且油品的電導(dǎo)率衰減速度受攪拌、儲(chǔ)存溫度等因素的影響最大。 司榮等對(duì)聚胺與聚砜油品抗靜電劑的合成以及復(fù)配性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。以十八胺和環(huán)氧氯丙烷為原料合成聚胺，采用高氯酸非水滴定法測(cè)定產(chǎn)物的氮含量，同時(shí)利用紅外光譜法以及元素分析法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了

18、表征，考察了產(chǎn)品對(duì)商品柴油的使用效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最適宜的合成條件是：十八胺與環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量之比為1:2，氫氧化鈉分兩次加入，反應(yīng)時(shí)間各為12h。將合成的聚胺與聚砜按質(zhì)量比為1:1添加到商品柴油中，其電導(dǎo)率隨著存儲(chǔ)時(shí)間的增長(zhǎng)而增加。但復(fù)配機(jī)制尚不明確。張倩等合成了分別含羧基、酯基的聚砜，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了紅外表征及性能評(píng)價(jià)，并考察了烯烴與順酐的配比對(duì)其抗靜電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法合成產(chǎn)率高達(dá)96.8%，且相對(duì)分子質(zhì)量小的聚砜在儲(chǔ)存初期時(shí)抗靜電效果較好，而相對(duì)分子質(zhì)量大的聚砜產(chǎn)品的使用效果隨儲(chǔ)存時(shí)間的增長(zhǎng)而增強(qiáng)。從實(shí)驗(yàn)還可得出，順酐-烯烴聚砜分子中羧基與砜基之間的相互作用使抗靜電效果

19、優(yōu)于烯烴聚砜。李彩虹以不同結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)鏈-烯烴與SO2為原料合成了不同結(jié)構(gòu)的烯烴聚砜，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，考察產(chǎn)品對(duì)商品柴油電導(dǎo)率的改善效果。結(jié)果表明，烯烴種類不同，產(chǎn)品的抗靜電效果不同。癸烯聚砜與十六烯聚砜具有良好的抗靜電效果，而環(huán)己烯聚砜與苯乙烯聚砜幾乎不具有抗靜電效果。4. 國(guó)外油品抗靜電劑的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀 國(guó)外對(duì)油品抗靜電劑的研究較早，目前批準(zhǔn)使用的抗靜電劑主要為ASA-3和STD-450。ASA-3型抗靜電廣泛應(yīng)用于噴氣燃料中，是由烷基水楊酸鉻、胺基聚合物以及丁二酸二異辛酸酯磺酸鈣組成的。N.B.羅日科夫研究發(fā)現(xiàn)烷基水楊酸鉻是單烷基和二烷基水楊酸鉻的混合物，而丁二酸二異辛酸酯磺酸鈣是 2-乙

20、基己醇磺化脂肪鈣與丁二酸的鈣鹽的混合物。此類抗靜電劑在燃料油中的最小添加濃度為0.1mg.L-1，最大加入量為10mg.L-1，使用效果穩(wěn)定。根據(jù)國(guó)外已有的專利，STD-450型抗靜電劑是將專利聚砜、專利聚胺、二壬基萘基磺酸這三種基礎(chǔ)成分加入到甲苯、高沸點(diǎn)芳烴、異丙醇等有機(jī)溶劑中配制而成的，其有效成分約占37%。三種基礎(chǔ)成分中，聚胺和聚砜具有傳導(dǎo)性功能，而磺酸組分只是起到穩(wěn)定劑的作用。具體實(shí)例如下：4.1聚砜型抗靜電劑 Thomas E. J.等聚砜型抗靜電劑進(jìn)行了研究，烯烴聚砜是由烯烴和二氧化硫交替共聚生成的一種線性高分子，具有色淺、無(wú)定形、可塑以及耐擠壓等物理性質(zhì)。聚砜的合成反應(yīng)是一種自由

21、基聚合反應(yīng)過(guò)程，且引發(fā)劑種類繁多，如臭氧化合物、過(guò)氧化物、偶氮二異丁腈等，可見(jiàn)光照射亦能引發(fā)反應(yīng)。文中用偶氮二異丁腈作為引發(fā)劑，甲苯作為溶劑，少量的十二硫醇做為分子量改性劑，使用端烯烴(612C)和二氧化硫聚合生成聚砜。其在燃油中的添加量為120mg.L-1。Cyrus P.H.等用烯烴與SO2交替共聚生成了線性聚砜，烯烴在開(kāi)頭和結(jié)尾排列，共聚單體的摩爾比為1:1。生成聚砜的平均分子量大約為1W至1500W，抗靜電性能最優(yōu)的聚砜的分子量為1050W。但當(dāng)聚砜的分子量低于1W時(shí)，就能有效的增加烴類燃料的導(dǎo)電性，但是不如分子量大的效果好。聚砜的分子量可通過(guò)聚合反應(yīng)的條件來(lái)控制，如引發(fā)劑的用量、聚合

22、反應(yīng)的溫度，改性劑的用量也會(huì)影響所需聚砜的分子量。1997年，Wang J. H.等用經(jīng)驗(yàn)式-(CH2CHR)n-SO2-來(lái)表示聚砜，其中n10，并用紅外光譜法確定共聚物的組成。通過(guò) JASCO-810 型紅外光譜儀對(duì)合成的聚合物進(jìn)行紅外表征，波數(shù)范圍在4000-400cm-1之間，結(jié)果表明，由丙烯酰胺和二氧化硫(摩爾比為0.050.5)生成的聚砜的組成可以通過(guò) CH2基團(tuán)（1423cm-1）的吸光度對(duì)SO2基團(tuán)（1305cm）的吸光度的比率函數(shù)反映出來(lái)，利用這種線性關(guān)系能很容易的確定共聚物的組成，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這種技術(shù)也能有效的應(yīng)用在由苯乙烯和二氧化硫合成的聚砜。合成聚砜所用的引發(fā)劑是偶氮

23、二異丁腈，且轉(zhuǎn)化率小于5%。使用 Heraeus CHN-O快速分析儀來(lái)確定聚合物的元素組成，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聚砜-(CH2CHR)n-SO2-可以通過(guò)元素分析來(lái)測(cè)定其在各種條件下制備的元素組成。在烯烴與SO2摩爾比為0.050.5的范圍時(shí)，n值僅與反應(yīng)溫度有關(guān)，聚合溫度越高，n值越大。Cais 等對(duì)聚砜的分子式-(CH2CHR)n-SO2-中的n值做了深入的研究。他們用二氧化硫和氯乙烯合成了聚砜，證實(shí)了這一聚合反應(yīng)的機(jī)理是自由基聚合機(jī)理。使用紅外光譜儀聚砜產(chǎn)品進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)了-CH2-在1423cm-1處的彎曲振動(dòng)峰與-SO2-在1135 cm-1處的對(duì)稱伸縮振動(dòng)之間的吸光度比值同氯乙烯聚砜

24、組成之間的關(guān)系，并對(duì)n=230的一個(gè)線性關(guān)系進(jìn)行了報(bào)道。Matsuo、Mansfield M.L.對(duì)聚砜的構(gòu)象以及動(dòng)力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，研究證實(shí)，聚砜時(shí)立體螺旋結(jié)構(gòu)的，這一螺旋結(jié)構(gòu)是依靠分子內(nèi)以及分子間的靜電吸引達(dá)到穩(wěn)定的，這樣就使得C-C主鏈呈高度的反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，并使分子的凈偶極減小，但不為零。Fawcett和Heatley等采用13C核磁共振譜圖詳細(xì)分析研究了部分烯烴聚砜的立體構(gòu)象特征，結(jié)果表明，當(dāng)溶劑為二甲亞砜作的時(shí)候，端烯烴聚砜的立體結(jié)構(gòu)規(guī)整性好。Chambers等同樣采用13C核磁共振譜對(duì)1-丁烯、2-丁烯和SO2的三元共聚物的分子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，聚砜呈立體螺

25、旋狀結(jié)構(gòu)，螺旋線的旋轉(zhuǎn)受表面粘性阻力和動(dòng)力學(xué)的連接方式共同控制。4.2 聚胺-聚砜復(fù)合型抗靜電劑聚胺-聚砜復(fù)合抗靜電劑此類抗靜電劑在用量很小的情況下也能達(dá)到很好的效果，且是無(wú)灰型，對(duì)幾乎所有的烴燃料都適用，聚胺與聚砜的質(zhì)量比在 100:11:100，且最優(yōu)質(zhì)量比大約在20:11:1，其中聚砜是端烯烴與SO2摩爾比為1:1合成的，聚胺是酰胺與環(huán)氧氯丙烷摩爾比為1:1合成的?？轨o電性能最優(yōu)的聚砜其特性粘度在0.1dl/g至1.6dl/g之間?？梢詫煞N組分用一種強(qiáng)酸結(jié)合起來(lái)，首選是油溶性磺酸，此時(shí)將形成聚胺磺酸鹽來(lái)對(duì)抗長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)有沉淀生成的缺點(diǎn)。這一混合物中，聚砜占總重的5-25百分比，聚胺占總重

26、的5-25百分比，季銨化合物占總重的0.5-5百分比，油溶性磺酸占總重的5-25百分比，溶劑占總重的20-84.5百分比。聚胺-聚砜-磺酸復(fù)合抗靜電劑液烴燃料的導(dǎo)電性會(huì)隨著外界溫度以及濕度的變化而變化，且其導(dǎo)電性降低還可能是因?yàn)槠渲兴厥饨M分，例如：極性陽(yáng)離子。聚胺-聚砜-磺酸抗靜電劑是一種廉價(jià)、協(xié)同有效的混合型抗靜電添加劑，混合物中每一種組分都具有抗靜電性，一旦經(jīng)某種比例混合，會(huì)因?yàn)閰f(xié)同作用使抗靜電性能將增加。協(xié)同作用使聚砜的使用量減少，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其重要的一點(diǎn)是將無(wú)鹵素丙烯酸鹽聚合物與聚砜混合來(lái)控制有潛在危險(xiǎn)的靜電荷的逐漸積累。 聚胺-聚砜-烷基磺酸復(fù)合抗靜電劑由于聚砜是一種相對(duì)

27、較貴的共聚物，烷基乙烯基單體與陽(yáng)離子乙烯基單體的共聚物的使用可以減少聚砜的使用，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。此類復(fù)合型抗靜電劑含硫量低，且不含有鹵素。為了防止長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中聚胺的分解，聚胺一般會(huì)以鹽的形式存在，特別是磺酸鹽。在油品以及烷烴溶劑中加入抗靜電劑可以按任何順序，這一方法能通過(guò)傳統(tǒng)的混合或混合設(shè)備來(lái)達(dá)到工業(yè)應(yīng)用。典型的聚氨型抗靜電劑合成路線如下：首先，脂肪胺與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生加成反應(yīng)：上述生成物與堿反應(yīng)生成環(huán)氧胺：聚胺-聚砜-聚陽(yáng)離子復(fù)合抗靜電劑此類復(fù)合型抗靜電劑通常被用來(lái)作為貯存穩(wěn)定劑或冷流添加劑，還可以被用來(lái)作為抑制沉淀生成的添加劑，多被用于噴氣式飛機(jī)燃油、柴油或民用燃料油中，其燃油的固有電

28、導(dǎo)率低于10 pS/m。此類抗靜電添加劑是溶解于有機(jī)溶劑中使用的，主要有以下幾種：（1） 聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚反丁烯二酸酯；（2） 烯烴聚砜、脂肪族初始一元胺與環(huán)氧氯丙烷聚合得到的產(chǎn)物聚胺；（3） 烷基乙烯基單體和陽(yáng)離子乙烯基單體的烴可溶聚合物，且烷基乙烯基單體與陽(yáng)離子乙烯基單體的比重為 1:110:1。此外還有抗氧化劑、減活化劑。4.3 烯烴-馬來(lái)酸酐聚合物此類抗靜電劑對(duì)柴油電導(dǎo)率的改善情況比其它抗靜電材料要強(qiáng)，此聚合物包含馬來(lái)酸酐與端烯烴或者烷基乙烯醚，烷基酯、羧甲基酰胺或羧甲基酯。聚合物的添加量在很少的情況下作用效果就會(huì)很明顯，一般是每千桶總?cè)莘e的燃料油中添加110磅。其特殊用途是改善了作為石油蒸餾油的有機(jī)液體合成物的沸點(diǎn)，從最初的75135變?yōu)?50750。這里所說(shuō)的蒸餾油可以是直餾蒸餾燃料油、催化或熱分解（包括氫化裂解）餾分油或直餾餾分油、石腦