两种聚乙烯蜡对石蜡物理性能的影响

China Chemicals 化工文摘2008年5期28 测定方法 L-912 L-918 分子量 GB1841-80 1000~2000 5000~8000 密度 ASTMD1505 ≥0.91 熔点 ISO 1218 ≤127 滴点 GB 270-80≤110 ≤127 灰分 GB1635-79≤0.20 ≤0.20 中 国 国 际 化 工 网 www. intchem.net China Chemicals 基础研究 两种聚乙烯蜡对石蜡物理 性能的影响 ◆ 黄玉秋1，2 祈胜杰2 (1辽宁石油化工大学 辽宁 抚顺113001；2抚顺石化公司 辽宁 抚顺113008) 摘 要：通过加入不同牌号的聚乙烯蜡调合出物理性能优于58#基础石蜡的改性石蜡，提高蜡的滴熔点、硬 度、粘度，改变石蜡的微晶结构，并加以对比。 关键词：58#基础蜡；聚乙烯蜡；物理性能；改性石蜡 Influence of Two Polyethylene-wax for Wax Physical Performance Huang Yuqiu1,2,Qi Shengjie2 (1 Liaoning University of Petroleum＆Chemical Technology Fushun 113001；2 Petrochina Fushun Petrochemical Company Fushun 113008 ) Abstract： By blending into vary shop sign polyethylene-paraffin wax , attemper the changing paraffin wax whose physics capability is better than the base wax, improve the drop melting point、 needle penetration 、viscosity, chang the wax micro-crystal structure and make them compare. Key words: 58#base wax;polyethylene-wax;Physical performance;modified paraffin-wax 在众多石蜡生产厂家中，抚顺石化公司的蜡产量一直高 居全国首位，产品远销国内外，成为众所周知的石蜡大户。 但这种以生产基础蜡为主导的产品结构远远不能满足市场的 多方面需要，也直接影响了经济效益。要改变产品结构不合 理的现状，摆脱低档产品的无序竞争，必须进行特种蜡和专 用蜡的研制和生产，以提高产品的附加值。石蜡通过与各种 添加剂调合，可以生产出能够满足多方面要求，广泛应用于 纺织、造纸、电器、橡胶、医药、船舶等多种领域以及美容 等新兴行业的特种蜡。 石蜡用添加剂主要有树脂、天然或合成蜡、功能添加 剂、无机填料、橡胶和油等几大类。本文主要针对两种牌号 聚乙烯蜡（L-912和L-918聚乙烯蜡）对抚顺石油一厂58# 蜡性能的影响进行了详细研究。聚乙烯蜡是指相对分子量在 10000以下的低分子量聚乙烯，常用的分子量范围在 1000~8000之间。基础石蜡中通过添加聚乙烯蜡可以提高 其滴熔点、光泽、密封强度、粘结性，并改变蜡的微晶结构。 本文只是一项基础研究，不针对特种蜡的具体应用。我 们旨在通过滴熔点、针入度、粘度、微晶结构这几项基础指 标，将添加剂对石蜡的影响效果进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，为今后特种蜡调 合工作提供明确的指导方向。 1 石蜡物理性能的变化 石蜡物理性能改变表现在很多方面，但其中滴熔点、针 入度、粘度等指标最具有通用性，其它各项特殊指标通常是 视石蜡产品的具体应用来设定的。本文通过滴熔点、针入 度、运动粘度、晶体结构的变化来反映L-912和L-918这两 种聚乙烯蜡对58#基础石蜡物理性能的影响。 我们建立了所考察的添加剂对石蜡物理性能改变的数学 模型。数学模型能直观地反映出添加剂的含量与各指标间的 函数关系。表1列出了L-912和L-918两聚乙烯蜡的物理性 能。 表1 L-912和L-918两种聚乙烯蜡的性能指标 29 China Chemicals 基础研究 中 国 国 际 化 工 网 www.intchem.net化工文摘2008年5期 1.1 L-912对石蜡性能的改变 往石蜡中添加不同量的L-912聚乙烯蜡后，测定其滴熔 点、运动粘度、及针入度，结果见表2。 将表中的数据进行数学模型设计，得出数学模型曲线。 如图1(a)、(b)、(c)所示。其中虚线为局部加和曲线，即假设添 加剂的加入量对各物性指标的影响呈线性关系。实线为拟合 曲线，是添加剂的百分含量与各物理性能指标的函数关系曲 线，由实际数据拟合方程得出。若方程曲线在加和曲线下 部，表示呈现对抗效应；若方程曲线在加和曲线上部，表示 呈现协同效应；若与回程曲线重合则正表示为加和效应。 1.2 L-918对石蜡性能的改变 往石蜡中添加不同量的L-918聚乙烯蜡后，测定其滴熔 点、运动粘度及针入度，实验结果见表3。将表现数据进行 数学模型设计，得出数学模型曲线。如图2(a)、(b)、(c)所 示。 从图2(a)、(b)、(c)数学模型可以看出，L-918大幅度提高 了石蜡的滴熔点、粘度、硬度。对滴熔点的影响呈现协同效 应，增幅比例与L-912较接近；对粘度的影响呈现对抗效 应，但提升效果显著，加入量为20%时，粘度由4.05 mm2/s上升至37.82 mm2/s ；对三个温度点硬度的影响均 呈现协同效应，且增幅比例较大。 比较两个牌号的低压聚乙烯，两者对石蜡各指标的影响 趋势一致，只是程度不同，L-918对石蜡的影响程度更大些， 因为与L-912相比，L-918分子量较大，粘附性也较大，所 以导致了两种低压聚乙烯对石蜡各物性指标影响程度的不 同。在具体应用到实际中时，需根据具体要求选择合适的添 加剂。 1.3 晶体结构的变化 分别对58#基础蜡和加入5% L-912聚乙烯蜡的调合蜡 的结晶过程进行了微晶结构拍摄监测，实验结果如图3、4 所示。 58#蜡在59.7℃时多点同量出现晶核，晶核生长迅速，到 59.4℃时各独立的晶粒互相接触，发生挤压和扭曲，接触的 地方会妨碍它进一步生长。但是在晶粒之间的自由空间里会 继续进行结晶，直至40℃左右，整个熔融物都变成晶体时 为止，58#蜡结晶是典型大片状结晶。 加入5% L-912聚乙烯蜡调合蜡的结晶过程如图4。在 石蜡结晶出现之前，也就是59.5℃以上，从59℃至59.5℃ 时石蜡中就会有很多L-912细小颗粒析出，呈星状分布。到 了蜡结晶温度，迅速生成晶体，L-912颗粒起到了晶核的作 表2 L-912对石蜡性能的影响情况 添加剂加入量/ % 0 1 3 5 10 15 20 滴熔点/℃ 59.3 62.1 71.0 82.4 85.6 87.8 90.8 运动粘度/mm2/s(100℃) 4.05 4.14 4.69 5.15 6.42 8.24 9.67 25℃ 15.6 17.2 17.6 17.0 15.2 14.8 13.7 针入度/0.1mm37.8℃ 47.0 47.9 45.9 42.2 44.4 42.8 42.4 43.3℃ 98.4 108.4 102.8 90.0 87.9 85.9 80.0 拟合曲线方程：F(x)=60.236+3.927x-0.125x2 图1 (a)滴熔点数学模型 增加量/ % 滴 熔 度 ℃ 图1 (b)粘度数学模型 增加量/ % 拟合曲线方程：F(x)=3.842+0.286x 粘 度 m m2 / s 拟合曲线方程：25℃：F(x)=17.086-0.156x；37.8℃： F(x)=47.242-0.597x+0.0186x2 ；43.3℃：F(x)=103.96- 1.889x+0.0364x2 增加量/ % 针 入 度 0 . 1 m m 图1 (c)针入度数学模型 25℃ 37.8℃ 43.3℃ China Chemicals 化工文摘2008年5期30 中 国 国 际 化 工 网 www.intchem.net China Chemicals 基础研究 用，晶体在L-912颗粒的周围上迅速生长。由于空间有限， 晶体生长不充分，结果调合蜡的结晶较原料蜡更为细小紧 密。 2 结论 加入低分子聚乙烯蜡（L-912和L-918）均可持续提高 石蜡的滴熔点、粘度、硬度。主要表现如下： (1) 对滴熔点的影响呈现协同效应，且增幅较大。 (2) 对粘度的影响具有加和性，增幅较缓。 (3) 对低温（25℃、37.8℃）硬度影响不大，只是在高 温(43.3℃)时，对调合物硬度的影响呈现协同效应，但增幅 不大。 加入聚乙烯蜡后调合蜡的晶体结构明显比58#基础蜡 的晶体结构要细密得多。58#蜡晶体大，呈片状并且松散， 而L-912调合蜡的晶体细小，呈星星点点状且非常紧密。这 一晶体结构特点可以直接反映两种蜡在外观上的不同：调 合蜡外观上较58#基础蜡更细密，光泽也比58#基础蜡更 好。在具体应用时，可根据特种蜡对具体指标的要求选择合 适的添加剂。 参考文献 1 朱为勇,等.最优设计的计算机证明与构造.东北工学院出 版社,1987年 2 H．贝内特（美）著.工业用蜡.石油工业出版社出版 3 关男,佟毅.塌落的单纯型-中心设计及其D-最优性.工程 数学学报,2000,17(8) 添加剂加入量 % 0 1 3 5 10 15 20 滴熔点/℃ 59.3 62.8 72.2 89.6 91.0 92.3 92.8 运动粘度/mm2/s(100℃) 4.08 4.7 6.24 7.7 14.25 23.19 37.82 25℃ 15.6 15.9 14.0 13.4 10.08.8 7.8 针入度/0.1mm37.8℃ 47.0 51.0 43.1 42.5 31.2 26.5 21.3 43.3℃ 98.4 94.5 89.7 68.5 48.8 41.8 37.8 表3 L-918对石蜡性能的改变情况 图 2 (a)滴熔点数学模型 增加量/ % 滴 熔 度 ℃ 拟合曲线方程：F(x)=58.2369+12.6046log(1+x) 图2 (b)粘度数学模型 粘 度 m m2 / s 增加量 / % 拟合曲线方程：F(x)= 4.4222+0.264945x+0.0693258x2 图4 5% L-912聚乙烯蜡调合蜡的结晶过程 图2 (c)针入度数学模型 增加量/ % 拟合曲线方程25℃：F(x)=16.1202-0.71542x+0.014857x2； 37.8℃：F(x)=49.7662-1.95675x+0.026186x2 ；43.3℃：F(x) =101.721-7.18502x+0.211109x 25℃ 37.8℃ 43.3℃ 针 入 度 0 . 1 m m 图3 58#基础蜡结晶过程