酯化蜡物理改性

2022-09-11

1 引言

近年来, 具有特殊性能的天然蜡产品逐渐被关注, 而天然蜡的价格却因为比较稀少所以一直很昂贵, 以天然巴西棕榈蜡为例, 现在其市场销售价为56000元-65000元/吨, 且不断上涨。因此, 众多科研工作者为了缓解天然蜡产品供求矛盾, 而且能够极大地拓宽石蜡的应用领域并提高石蜡的附加价值, 利用普通石蜡通过化学或者物理的方法进行改性实验研究, 最终找到很多方法能够使普通石蜡具备一些特殊的性能, 这样也能够为石油化工生产企业创造出更大的经济效益[1]。

对酯化蜡进行物理改性, 在酯化蜡中添加物理改性剂, 这样我们就能够生产出更接近天然硬蜡的性质的蜡产品, 成为昂贵的天然硬蜡的替代品。

石蜡的物理改性主要是通过在石蜡中加入的物理改性剂的物理调和来实现的。常用的物理调和剂有聚乙烯, 聚丙烯, 聚异丁烯, 乙烯与醋酸乙烯的共聚物, AC—聚乙烯[2,3]。

1.1 聚乙烯:

在石蜡中添加聚乙烯, 能够在石蜡中形成微晶结构, 可以使石蜡的硬度、滴熔点和光泽得到改善, 提高了石蜡的密封强度, 并且能够使石蜡在高温下的粘结性都会得到有效的提高。通常情况下在石蜡中加入质量分数为5%左右且分子质量较小的聚乙烯效果比较好一点。

1.2 聚丙烯:

在石蜡中添加质量分数为0.5%-10%的聚丙烯时, 能够使石蜡的机械强度, 滴熔点以及耐高温和耐寒性有明显的提高, 因为聚丙烯耐热性能好, 因此在制备过程中要求温度比较高, 所以不适宜在氧化石蜡的反应中加入聚丙烯。

1.3 聚异丁烯:

在石蜡中添加质量分数为0.5%-10%的聚异丁烯时, 能够使石蜡的韧性和粘附性提高, 并且能够降低石蜡的收缩率, 降低水蒸气渗透程度, 并且能够防止石蜡在低温情况下发生脆裂。

1.4 乙烯与醋酸乙烯的共聚物:

根据加入乙烯与醋酸乙烯的共聚物百分比不同改善石蜡的硬度, 韧性, 热封性和粘附性等。

1.5 AC—聚乙烯:

在石蜡中添加AC—聚乙烯能够使石蜡的抗水性, 抗腐蚀性以及高熔点和低熔融粘度及硬度有很明显的改善。

本文采用AC—聚乙烯作为物理调和剂对酯化蜡进行物理改性。

2 实验部分

2.1 实验仪器与试剂

实验仪器:HDM-500B型电子调温电热套、200℃的温度计、FA-2104自动分析天平、JJ-2电动搅拌器、500m L圆底烧瓶

药品与试剂:酯化蜡 (酸值:5.28mg (KOH) /g;皂化值:85.17mg (KOH) /g;折光率 (75℃) :1.4556;针入度:11.3 (0.1mm) ;滴熔点:82.1℃) ;AC-6聚乙烯

2.2 实验方法

(1) 准确称取蜡样30g和一定量的AC-6聚乙烯。

(2) 调制聚乙烯-蜡混合物时, 温度不能过高, 一般控制在110℃左右, 在调配时先将蜡样熔化, 然后边搅拌边加入规定用量的聚乙烯 (粉末状) , 直至聚乙烯全部溶于石蜡中, 并搅拌15分钟。

(3) 按照标准测定蜡样的酸值、皂化值、针入度、滴熔点和折光率。

2.3 结果与讨论

以最佳条件下制得的酯化蜡为基准, 分别加入一定量的AC-6聚乙烯进行物理调和, 然后测定其酸值、皂化值、滴熔点、针入度、折光率, 测定结果见表1。

通过比较我们发现, 与原料酯化蜡的针入度和滴熔点相比较, 在AC-6聚乙烯加入量达到2.0%时, 产品的针入度明显下降, 酯化蜡的硬度增加;在AC-6聚乙烯加入量达到4.0%时滴熔点明显升高, 酯化蜡的耐高温性能提高[4]。

由图1可以看出, 在酯化蜡中加入3.0%-4.0%的AC-6聚乙烯就可以使其滴熔点大幅度增加, 而当其加入量在6.0%以上时, 滴熔点的增加趋于缓和。因此, 在通过调和AC-6聚乙烯提高蜡样滴熔点时, 一般以加入3.0%-4.0%的AC-6聚乙烯为宜。

由图2可以看出, 随着AC-6聚乙烯加入量的增大, 针入度的变化呈现出逐渐降低的趋势。同样将酯化蜡中加入3.0%-4.0%的AC-6聚乙烯就可以使酯化蜡的针入度有效的降低, 而当其加入量达到6.0%以上时, 针入度的降低趋势变缓。这说明用AC-6聚乙烯调和的方法来降低蜡样的针入度是可行的[5,6]。