利用添加劑降低石蠟熔點的研究

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1、利用添加劑降低石蠟熔點的研究王越（西安文理學(xué)院化學(xué)系，陜西西安710065）摘要：用毛細管法測定了石蠟的凝固與熔解曲線和加入食品添加劑后熔點和凝固點的變化。結(jié)果表明，加入食品添加劑香精后凝固點有規(guī)律地降低，當香精加入的質(zhì)量分數(shù)為3.3％時，熔點降低約1.3℃；當加入10％時，可降低3℃左右，即從50℃降低到46.7℃。該研究有可能解決空調(diào)冷凝排熱的回收利用問題。關(guān)鍵詞：石蠟熔點；食品添加劑；石蠟相變材料中圖分類號：O645.2；TK02文獻標識碼：A文章編號：1000-274X(2004)0089-05為把空調(diào)冷凝熱全部或部分

2、回收利用，應(yīng)尋找適宜的蓄熱材料。相變蓄熱材料應(yīng)具備儲能密度高、相變溫度相對穩(wěn)定，這樣才能很好地解決這個問題[1，2]。我們研究了向石蠟中加入添加劑使熔點有規(guī)律降低，有望成為好的相變儲熱材料。1相變蓄熱材料的特點及石蠟的基本性質(zhì)近年來，國內(nèi)外對相變蓄熱材料尤其是有機相變材料的研究比較多。石蠟因其優(yōu)良的性能和較低的價格，作為一種相變材料越來越受到人們的重視，目前主要應(yīng)用于太陽能蓄熱、建筑儲能以及區(qū)域供冷系統(tǒng)等。石蠟是煉制石油的副產(chǎn)品，價格較低廉，分類多，用途廣泛。石蠟分為食品蠟、全精制石蠟、半精制石蠟和皂用蠟等大類，每一類又根據(jù)熔

3、點分為52號、54號、56號、58號、60號、62號、64號、66號、68號、70號石蠟等。其外觀為白色或淡黃色的結(jié)晶體，化學(xué)組成為多種烷烴的混合物，無確定的分子式，通式為CnH2n+2，式中的碳原子數(shù)n=17~36，n越大，石蠟的熔點越高。石蠟一般的熔點在52~72℃，相對密度為0.86~0.94g/cm，分子質(zhì)量約240~450。2用毛細管測定熔點、冷凝點2.1石蠟熔點的測定原理物質(zhì)熔點的測定有常用毛細管法和顯微熔點測定儀法。顯微熔點測定儀法可測定微量樣品，能看到熔化前后的變化情況，所測熔點較準確。但是，這種方法所測樣品必

4、須要有一定的晶型，石蠟為無晶型樣品，不宜用該法測定。毛細管法對晶型樣品和無晶型樣品均可測定，因此適宜測定石蠟的熔點。該法對樣品的塌落、凹陷過程易于觀察，所測熔點準確，且實驗裝置簡單，易于操作。2.2毛細管測熔點的方法4把裝好樣品的毛細管用橡皮圈固定在溫度計的一側(cè)，讓樣品柱緊貼在溫度計水銀球的中央部位。然后，把溫度計固定好，使溫度計和樣品管垂直懸浸在熱水浴中。觀察樣品，出現(xiàn)塌落現(xiàn)象且伴有小液珠出現(xiàn)時，記錄此時溫度，即為熔點。最后，冷卻水浴，觀察記錄石蠟?zāi)虦囟取Ｈ埸c、凝固點重復(fù)測定幾次[3]。2.3添加劑的選擇石蠟作為相變蓄熱材

5、料，其熔解溫度要和空調(diào)系統(tǒng)的冷凝溫度相匹配。目前，市場上供應(yīng)的石蠟熔點一般在50℃左右，而中央空調(diào)標準冷凝溫度約為54.4℃，要直接利用石蠟作為蓄熱材料需要降低其熔點。根據(jù)溶劑中加入溶質(zhì)會降低溶劑熔點的理論，可在石蠟中加入一種添加劑使其熔點降低?？紤]到對環(huán)境的安全，可選擇食品添加劑。對添加劑的具體要求如下：①添加劑必須與石蠟相溶，不能有分離或者是結(jié)晶產(chǎn)生；②添加劑的熔點應(yīng)低于石蠟；③添加劑無毒、無害；④價格便宜。按照以上要求，我們選擇了食品添加劑香精、月桂酸作為石蠟添加劑進行研究（見表1）。表1添加劑的性質(zhì)Fig.1Prope

6、rrtiesoffoodadditives品名熔點性質(zhì)價格香精－常溫下液態(tài)，與石蠟相溶￥15.0元/500mL月桂酸44℃白色或淡黃色結(jié)晶固體或粉末，有光澤和特殊氣味，幾乎不溶于水，溶于乙醇、氯仿和乙醚￥19.0元/100g3結(jié)果及分析3.1石蠟的熔解、凝固特性以52號工業(yè)石蠟為基本原料，用毛細管法測試其熔解、凝固特性（見圖1），可以看出石蠟?zāi)厅c約49.7℃，熔解范圍45~49℃；45℃以下為固體的吸熱過程，49℃以上石蠟全部變?yōu)橐后w。圖1石蠟?zāi)毯腿劢馓匦郧€Fig.1Thecurveofwaxmeltingsolidif

7、yanddissolve43.2食品添加劑對石蠟熔點、凝固點的影響·以52號工業(yè)石蠟為基本原料，改變食品添加劑（香精、月桂酸）的質(zhì)量分數(shù)，用毛細管法測定石蠟的組成-凝固點相圖如圖2、相變溫度如表2、3所示。2.04.06.08.010.004042444648··50··▼▼▼▼▼T/℃·—香精▼—月桂酸添加劑質(zhì)量分數(shù)/%圖2組成-凝固點相圖Fig.2Composition-solidifyingpoint表2加入香精后石蠟的凝固相變溫度Tab.2Temperatureofsolidifyingphasechangeofwax

8、質(zhì)量分數(shù)/%01.03.336.6710.0凝固相變溫度/℃50.049.548.747.646.7表3加入月桂酸后石蠟的凝固相變溫度Tab.3Temperatureofsolidifyingphasechangeofwax質(zhì)量分數(shù)/%02.55.07.510.0凝固相變溫度