سنتز کوپلیمر سه بلوکی دوگانه دوست PS-b-PEG-b-PS به روش بسپارش رادیکالی انتقال اتم (ATRP) و بررسی اثر بازدارندگی در تشکیل هیدرات گازی متان

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 دانشکده شیمی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان

10.22034/ijche.2023.378289.1268

چکیده

در این پژوهش، کوپلیمر سه بلوکی دوگانه دوست پلی استایرن- پلی اتیلن گلایکول-پلی استایرن (PS-b-PEG-b-PS) با استفاده از روش ATRP سنتز شد. با استفاده از نتایج آنالیزهای FTIR و NMR سنتز موفقیت آمیز این کوپلیمر سه بلوکی تایید گردید. آزمایش های بررسی عملکرد بازدارندگی تشکیل هیدرات در حضور گاز متان و داخل راکتور نوسانی الاکلنگی در فشار اولیه 68 بار و دمای 5/1 درجه سلسیوس انجام شد. پتانسیل تاثیر بازدارندگی سینتیکی کوپلیمر سنتز شده PS-b-PEG-b-PS در غلظت‌های 05/0 و 1/0 درصد وزنی بررسی شد و با داده های مشابه بازدارنده‌های تجاری شامل پلی وینیل پیرولیدون (PVP) و Luvicap EG به عنوان یک بازدارنده سینتیکی بر پایه پلی وینیل کاپرولاکتام (PVCap) ساخت شرکت BASF مقایسه گردید. نتایج حاصله نشان داد که کوپلیمر سنتز شده PS-b-PEG-b-PS در غلظت 1/0 وزنی تا حدود 92 درصد عملکرد بازدارندگی داشته، در حالیکه پلیمر PVP به عنوان یک بازدارنده تجاری تا 84 درصد عملکرد بازدارندگی داشته است. به علاوه، سرعت مصرف گاز در حضور کوپلیمر سنتز شده PS-b-PEG-b-PS تا 6 برابر نسبت به Luvicap EG و تا 2 برابر نسبت به PVP کاهش نشان داد. کوپلیمر دوگانه دوست سه بلوکی PS-b-PEG-b-PS سنتز شده با روش ATRP می تواند به عنوان یک بازدارنده بالقوه جدید سینتیکی هیدرات گازی معرفی شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Synthesis of PS-b-PEG-b-PS Amphiphilic Triblock Copolymer by Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) Method and Investigation of Inhibitory Effect on Methane Gas Hydrate Formation

نویسندگان [English]

  • Ali Mohammadi 1
  • Ali Dashti 2
  • Mahsa Najipoor 2
  • Amin Abdollahi 3
1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad
2 Chemical Engineering Department,, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Department of Chemistry, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan
چکیده [English]

In this research, polystyrene-poly (ethylene glycol)-polystyrene (PS-b-PEG-b-PS) amphiphilic triblock copolymer was synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP) method. The results of FTIR and NMR analyses were confirmed the successful synthesis of the presented triblock copolymer. The experiments of hydrate inhibition performanc testing were carried out in the presence of methane gas using rocking-cell reactor at initial pressure of 68 bar and 1.5 oC, respectively. The potential kinetic inhibitory effect of synthesized PS-b-PEG-b-PS copolymer was investigated at the conectrations of 0.05 and 0.1 wt% and compared with the similar data of commercial inhibitors including polyvinylpyrrolidone (PVP) and Luvicap EG as a polyvinylcaprolactam (PVCap)-based kinetic inhibitor from BASF. The obtained results showed that the synthesized PS-b-PEG-b-PS at concentration of 0.1% wt had about 92% inhibitory performance, while PVP as a commercial inhibitor had up to 84% inhibitory performance. Furthermore, the rate of gas consumption in the presence of the synthesized PS-b-PEG-b-PS was decreased about 6 times compared to Luvicap EG and 2 times less than to PVP one. The synthesized amphiphilic triblock PS-b-PEG-b-PS copolymer by ATRP method could be introduced as a new potential kinetic gas hydrate inhibitor.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Block copolymer
  • Amphiphile
  • Atom transfer radical polymerization (ATRP)
  • Kinetic gas hydrate inhibitor
  • Methane gas
مهندسی شیمی ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 20 اردیبهشت 1402

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار