柴油作为一种广泛使用的石化能源,在运输和经济发展中都占有非常重要的作用。在低温环境下,柴油中的正构烷烃容易结晶或凝胶化,并相互交联形成牢固的三维网状结构,严重影响柴油的低温应用。本文以改善柴油的低温流动性为目的,构筑以甲基丙烯酸酯为核心单体的二元及三元聚甲基丙烯酸酯类聚合物(PMA)作为柴油降凝剂,并利用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热法(DSC)和流变测试等检测手段系统探究柴油降凝剂的作用机理。主要研究内容如下:(1)以甲基丙烯酸酯(R1MC,R1=C12、C14、C16和C18)为核心单体,引入甲基丙烯酸苄酯(MB),以不同摩尔比自由基聚合得到一系列甲基丙烯酸苄酯-甲基丙烯酸酯二元聚合物(MB-R1MC),并探究不同碳链长度和单体比例等对柴油降凝效果的影响。实验结果表明,当MB-C14MC的比例为1:10,添加量为3000 ppm时,柴油的凝点(SP)和冷滤点(CFPP)分别降低26℃和12℃,使用POM、DSC和流变分析来研究二元共聚物对于柴油蜡晶形态、形貌、热力学相变和低温粘度的影响。(2)为了进一步提高降凝效果,在MB-R1MC的基础上引入第三单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP),设计并合成了三元共聚物甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸苄酯-N-乙烯基吡咯烷酮(R1MC-MB-NVP,R1=C14和C16),通过调节三种单体的比例,探究第三单体NVP含量对三元聚合物R1MC-MB-NVP降凝效果的影响。结果表明,C14MC-MB-NVP对柴油的凝点效果较好,而C16MC-MB-NVP对柴油冷滤点的降低效果最佳。综合两者的优势,将C14MC-MB-NVP和C16MC-MB-NVP按照不同比例混合,得到复合降凝剂,其在SP和CFPP的降低效果优于单一降凝剂的效果。当C14MC-MB-NVP(5:1:1)和C16MCMB-NVP(15:1:1)按照1:4混合后,降凝效果最佳。当添加量为2000 ppm时,SP和CFPP分别降低29℃和15℃,通过DSC、POM和流变学的研究发现蜡晶的尺寸变小、分散性增强、降凝效果也随之增强。