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表面张力估算法测定29种常见低芳浅色矿物油的溶解度参数——结果与讨论、结论
来源:石油化工 浏览 527 次 发布时间:2024-09-24
2结果与讨论
2.1常用溶剂溶解度参数的估算值与文献值对比验证
将文献值与式(5)的计算结果进行对比,结果见表3。
表3计算值与文献值的对比结果
由表3可见,拟合公式的计算值与文献值的最大相对误差为2.4%。式(5)的基础数据在20℃下测得,主要拟合数据来源于参考矿物油组分的弱极性物质正构烷烃、环烷烃和芳香烃。拟合公式建立在实验经验的基础上,通过液滴大小与表面张力的关系,推算出表面张力与溶解度参数的关系(见图1)。所以该公式也适用于弱氢键溶剂混合物的溶解度参数计算。
2.2浅色矿物油溶解度参数估算值的验证
选取市场上常见的矿物油(理化性质见表1),对矿物油溶解度参数拟合公式的准确性进行验证。通过标准方法得到溶解度参数拟合公式的必要数据,油品溶解度参数的计算结果见表4。由表4可见,29种常见的低芳浅色矿物油的溶解度参数计算值为14.40~16.07(J/cm3)1/2。矿物油型橡胶油是复杂的混合物,计算和测试溶解度参数较为困难。大部分石蜡基油和环烷基油的溶解度参数为13.3~15.8(J/cm3)1/2。实验选取的29种低芳浅色矿物油均为石蜡基油和环烷基油,溶解度参数计算结果基本在该范围内,验证了溶解度参数拟合公式的可靠性。
直链烷烃溶解度参数与相对分子质量的关系见图2。由图2可见,随相对分子质量的增加,溶解度参数出现明显的拐点;当相对分子质量大于200后,随相对分子质量的增加,溶解度参数递减。表1中给出的市场上常见的29种低芳浅色矿物油中,直链烷烃含量大于70%(w)的油品(2,10,14,15,20,21)的溶解度参数与相对分子质量间呈现相同的变化规律。
以油品2为例进行验证。图2中,相对分子质量接近312的纯直链烷烃的溶解度参数为14.93(J/cm3)1/2。由表4可得,油品2的溶解度参数计算值为15.22(J/cm3)1/2。油品2含有一定比例的环烷烃,由于相同碳数的环烷烃的溶解度参数大于正构烷烃,所以油品2的溶解度参数应略大于相同相对分子质量的正构烷烃。由此可见,油品2的溶解度参数计算结果与图2显示的实验结论相符。
表4油品溶解度参数的计算结果
图2直链烷烃溶解度参数与相对分子质量的关系
3结论
1)通过表面张力估算法测定低芳浅色矿物油的溶解度参数。根据石油石化行业标准和国家标准,测定11种含弱极性键的有机溶剂及29种常见的低芳浅色矿物油的关键数据,得出由表面张力估算溶解度参数的表达式中的各个系数,进而得出由表面张力来表示的溶解度参数表达式。
2)由拟合公式计算的11种有机溶剂的溶解度参数与文献值的最大相对误差为2.4%。29种常见的低芳浅色矿物油的溶解度参数计算值为14.40~16.07(J/cm3)1/2,与大部分石蜡基油和环烷基油的溶解度参数值相符,证明基于表面张力的溶解度参数拟合公式具有较好的准确性。