Synthesis of Poly(alkyl methacrylate)s Containing Various Side Chains for Pour Point Depressants

n-Paraffin and saturated fatty acid methyl esters in the diesel and bio-diesel fuel crystallize at low temperature. Many articles have addressed various solutions for the low temperature crystallization problem and one of them is the use of methacrylate copolymers. In this work, we synthesized a series of copolymers in the reaction condition of 70 : 30 molar ratio of lauryl methacrylate (LMA) (or stearyl methacrylate (SMA)) and alkyl methacrylates. The structures of the copolymers were characterized by $^1H$-NMR and FT-IR spectroscopy, and the molecular weight of copolymers were obtained from Gel Permeation Chromatography (GPC) method. The concentrations of additives were 500~1000 ppm and 1000~10000 ppm in diesel fuels and bio-diesel fuel (BD5 and BD20), respectively. The addition of copolymers changes the many properties of fuel such as the pour point (PP), cloud point (CP) and cold filtering plugging point (CFPP). For example, the low temperature properties of the copolymers containing SMA ($PSMAmR_2n$) were excellently improved about 15, 7, and $10^{\circ}C$ for PP, CP and CFPP, respectively.

서로 다른 측쇄 구조를 가진 폴리(알킬 메타크릴레이트)계의 저온유동성 향상제 합성

디젤연료 및 바이오 디젤을 포함하는 디젤연료는 성분 내에 n-파라핀과 포화 지방산 메틸에스테르가 저온에서 결정화가 이루어져 연료의 저온 특성을 감소시키는 현상이 발생한다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 많은 방법들이 알려져 있으며, 그 중에서 알킬 메타크릴레이트계 중합체가 저온유동특성을 향상시키는 첨가제로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 LMA (lauryl methacrylate), SMA (stearyl methacrylate)를 각각 측쇄 구조가 다른 알킬 메타크릴레이트를 사용하여 70 : 30의 몰 비율로 라디칼 공중합체를 합성하였다. 합성된 공중합체의 구조는 $^1H$-NMR 및 FT-IR 스펙트럼으로 분석하였으며, GPC로 분자량을 측정하였다. 이 공중합체를 디젤연료에 500~1000 ppm, 바이오디젤을 5%, 20% 함유한 디젤연료(BD5 및 BD20)에 1000~10000 ppm을 각각 첨가하여 유동점, 구름점 및 저온필터막힘점 등의 저온유동특성을 조사하였다. 저온유동특성을 측정한 결과 BD5에서 SMA를 포함한 공중합체 $PSMAmR_2n$에서 첨가 전 대비 유동점 $15^{\circ}C$, 구름점 $6^{\circ}C$, 저온필터막힘점 $10^{\circ}C$ 강하되어 가장 우수한 결과를 나타냈다.