石蜡改性研究
改性石蜡的乳化研究
错 半｛ ｌ ： 崴 缸
Ｖｏ １ ． ３５Ｎ ｏ． ２ Ａｐ ｒ ．２ ０１ ３
文章编号：１ ６ ７ ４ —５ ０ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ １ ５ ８ —０ ６ 中 图分 类号 ： Ｔ Ｅ ６ ２ ６ ． ８ ； Ｔ Ｑ ６ ４ ２
ＤＯ Ｉ ：１ ０ ． ３ ８ ６ ３ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ —５ ０ ８ ６ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ
改性石蜡的乳化研究 术
付 雪ｌ １ ， 诸 林 ， 朱 蠡庆
１ ． 西南 石油 大学化 学化 工学 院 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ； ２ ． 重 庆科 技学 院化学 化工 学院 ， 重 庆 沙坪 坝 ４ ０ １ ３ ３ １
摘
要 ：以 ５ ８ ＃全精 炼石蜡 为原料 ， 采 用无催化技术进行氧化 ， 氧化温度 １ ３ ０。 Ｃ， 氧化 时间 ２ ｈ ， 氧化后 的石蜡 物性与
西南石油大学学报 （ 自然科 学版）
２ ０ １ ３年 ４月 第 ３ ５ 卷 第 ２期
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｕ ｎ ｉ Ｖ ｅ ｒ ｓ （ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｅｍ ｕｌ ｓ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｏ ｄｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐａ ｒ ａ 珩ｎ Ｗａ ｘ
Ｆ ｕ Ｘｕ ｅ ｌ 一． Ｚｈ ｕ Ｌｉ ｎｊ ． Ｚｈ ｕ Ｌｉ ｑ ｉ ｎｇ
１ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄＣ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ， Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ６ １ ０ ５ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
石蜡改性及特种乳化蜡的制备研究
石蜡改性及特种乳化蜡的制备研究石蜡是石油在炼制过程中生成的一种副产品，是一种由多种烃构成的的混合物，主要包括石蜡（固态石蜡）、液态石蜡、微晶蜡等产品。
一般所指的石蜡是在常温下呈现固体的石油蜡。
石蜡除了直接应用于化妆品、食品、造纸、日用化学品等领域外，作为重要的化学工业原料，还应用于汽车防护防腐、印刷油墨、橡胶工业、热熔胶、医药工业等领域。
尽管我国石蜡资源丰富，但高科技含量、高附加值的特种蜡产品主要还依赖进口。
因此研究和开辟特种蜡市场有着更加广阔的空间和利用前景。
由石蜡通过改性生产特种蜡的方法有物理方法、化学方法和乳化方法。
其中，物理改性是通过向石蜡中添加低分子聚乙烯蜡、某些树脂材料、乳化剂和其它助剂通过乳化或调和得到改性石蜡。
改性后的石蜡在滴熔点、结晶结构、光泽、硬度等都有较大的改进。
化学改性方法是指石蜡与其他物质通过化学反应引入新的基团，从而改变化学结构。
包括蜡的氧化、蜡的酯化、蜡的酸化等。
经过化学改性后的石蜡在溶解性、乳化性、颜料分散性等方面均表现出特性。
本实验的目的：以58#石蜡为原料，以聚乙烯蜡作为改性添加剂，考察添加剂对石蜡物理性能的影响。
再以改性石蜡为原料，研制出一种比较稳定、分散性好的的造纸用乳化蜡。
本论文的研究路线：将添加剂聚乙烯蜡与石蜡混合，通过物理改性方法制备聚乙烯改性石蜡，考察聚乙烯蜡的加入量对改性石蜡滴熔点和针入度的影响。
最终确定聚乙烯蜡的加入量为2%即可提高改性石蜡的滴熔点。
以自制的改性石蜡为原料，加入乳化剂，在一定的工艺条件下制备施胶用乳化蜡。
首先考察了单一乳化剂对改性石蜡的乳化效果，实验表明乳化效果较差，再选用复和乳化剂石蜡进行乳化，考察了各反应因素：乳化温度、乳化时间、搅拌速度、1乳化剂用量、原料蜡配比、增稠剂用量等对石蜡乳化效果的影响，确定了最佳工艺条件。
采用复配乳化剂Tween-20+Span-40+硬脂酸，在其质量分数为14%，原料蜡配比为3:1，总量为20%，乳化温度为90℃，搅拌速度为900r/min，乳化时间为40 min，并加入4%羧甲基纤维素钠作为增稠剂进行乳化。
石蜡相变材料在建筑领域的研究与应用进展
㊀第９期㊀㊀收稿日期：２０２１－０２－０４㊀㊀作者简介：李娜（１９８２ ），女，山东滨州人，工程师，主要从事建筑设计及建筑节能研究工作㊂石蜡相变材料在建筑领域的研究与应用进展李娜１，于恩强２，３（１．滨州市建筑设计研究院有限公司，山东滨州㊀２５６６００；２．中国石油大学（华东）化学工程学院，山东青岛㊀２６６５８０；３．广东大港石油科技有限公司，广东珠海㊀５１９０００）摘要：综述了近十年来以石蜡作为主材的相变材料的技术研究进展，对石蜡相变材料的改性㊁封装工艺以及在建筑节能领域的应用情况进行了总结，并对石蜡相变材料在建筑节能领域的应用与发展方向进行了展望，旨在为化工新材料研发及其在建筑节能领域的应用提供一定参考㊂关键词：石蜡；相变材料；节能建筑中图分类号：ＴＥ６２６．８㊀㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）０９－００５７－０２ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＲｅｓｅａｒｃｈｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＰａｒａｆｆｉｎＰｈａｓｅＣｈａｎｇｅＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＬｉＮａ１，ＹｕＥｎｑｉａｎｇ２，３（１．ＢｉｎｚｈｏｕＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｉｎｚｈｏｕ㊀２５６６００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（ＥａｓｔＣｈｉｎａ），Ｑｉｎｇｄａｏ㊀２６６５８０，Ｃｈｉｎａ；３．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＤａｇａｎｇＰｅｔｒｏ－ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｈａｉ㊀５１９０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｐａｒａｆｆｉｎｂａｓｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｒｅｃｅｎｔｔｅｎｙｅａｒｓｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｆｆｉｎｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐａｃｋａｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｐａｒａｆｆｉｎｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇａｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ，ａｉｍｉｎｇｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｏｍｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗｃｈｅｍｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｒａｆｆｉｎ；ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｂｕｉｌｄｉｎｇｓ㊀㊀物质在一定的能量作用下会发生相态转变，称为相变㊂相变过程会伴随能量的吸收和释放，当物质材料具有较大的相变潜热时，可以在一定的范围内维持温度稳定，从而实现储能或者调温的作用，具有这种特性的物质通常称为相变材料（Ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＰＣＭｓ）㊂我国拥有辽阔的国土面积，覆盖热带㊁亚热带㊁温带和寒带，部分地区昼夜温差较大，建筑节能的改进空间很大，国家鼓励建筑节能技术的创新与应用㊂将ＰＣＭｓ应用于节能建筑的建设，发挥ＰＣＭｓ的能量调控功能，可以明显降低建筑物的能耗，提升居住环境的舒适性㊂根据材料划分，ＰＣＭｓ可分为无机ＰＣＭｓ㊁有机ＰＣＭｓ㊂无机ＰＣＭｓ通常是水合盐，具有相变潜热大，成本低廉的特点，同时也存在着易过冷和相分离的问题，部分材料还具有一定的腐蚀性㊂有机ＰＣＭｓ包括石蜡㊁脂肪酸等有机化合物，通常没有上述问题，且价格低廉，原料易得㊂其中，石蜡是有机ＰＣＭｓ中的代表性物质，得到了广泛应用㊂石蜡的相变温度为０ ８０ħ㊁相变焓高达１５０ ２５０Ｊ／ｇ，尽管存在着导热系数低㊁易泄漏的缺陷，但是通过一定的改性以及封装工艺对石蜡进行处理，上述问题基本得到解决，因此，相变石蜡在节能建筑中具有很好的推广价值㊂本文总结了近十余年以来基于石蜡的ＰＣＭｓ开发以及应用研究进展，重点就石蜡的改性㊁封装以及在建筑节能领域的应用进行了分析，以期为本领域相关的研发工作提供参考㊂１㊀基于石蜡的ＰＣＭｓ技术开发１．１㊀基于石蜡的ＰＣＭｓ改性石蜡ＰＣＭｓ的短板在于导热性能较低，为了提高石蜡ＰＣＭｓ的导热性能，国内外研究者普遍采用了添加高导热率颗粒的方式对石蜡进行改性，如膨胀石墨㊁碳纳米管㊁石墨烯㊁金属粉末［１］等，其中碳材料是主要的研究方向㊂Ｘｉａ等［２］以膨胀石墨和石蜡制备了复合相变材料，研究结果表明，加入１０％的膨胀石墨，可使石蜡复合相变材料的导热系数提高１０倍以上，储热／回收时间比纯石蜡分别缩短了４８．９％和６６．５％㊂Ｋａｒｋｒｉ等［３］研究了合成石墨ＳＦＧ７５与石蜡复合的改性效果，研究结果表明，随着ＳＦＧ７５的添加量从０ ４０％逐渐增加，复合相变材料的导热系数呈非线性增加，在ＳＦＧ７５添加量达到４０％时，复合相变材料的导热系数提高了７．７５倍㊂任学明等［４］以２５＃石蜡和碳纳米管（ＣＮＴｓ）为原料通过真空浸渍法得到ＣＮＴｓ掺杂的复合相变材料，表征结果表明，ＣＮＴｓ在小比例掺杂的情况下，复合ＰＣＭｓ的导热系数随着掺杂量的提高而提高，在０．８％的掺杂量下，导热系数可以提高１倍㊂郭美茹等［５］以石蜡和石墨烯为原料制备得到复合相变材料，测定结果表明，复合相变材料的热导率随着石墨烯的添加量增加而增加，当添加量达到２％时，与纯石蜡相比，热导率提高了１．３倍，相变潜热提高了８．８％㊂１．２㊀基于石蜡的ＰＣＭｓ封装由于石蜡ＰＣＭｓ在发生相变时是在固液态转变的，容易发生泄漏，采用一定的封装技术对石蜡进行处理也是技术研究的热点，采用微胶囊法和吸附法可以有效地解决石蜡ＰＣＭｓ泄露的问题㊂Ａｌｕｄｉｎ等［６］将不同质量分数的石蜡和聚己内酯（ＰＣＬ）溶于氯仿中，然后用乙醇溶液沉淀纯化后得到复合材料㊂通过泄露测试发现，ＰＣＬ可以明显改善石蜡的泄露问题，在ＰＣＬ加入量达到６０％时，复合相变材料中的石蜡基本不发生泄露㊂张秋香等［７］以纳米ＳｉＯ２改性的甲基丙烯酸甲酯－丙烯酸共聚物作为壁㊃７５㊃李娜，等：石蜡相变材料在建筑领域的研究与应用进展山㊀东㊀化㊀工材对石蜡进行包覆，制得石蜡微胶囊相变储能材料（Ｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ，ＰＣＥＳＭ），研究结果表明，ＰＣＥＳＭ的相变潜热达１３４．７９Ｊ／ｇ，添加３％纳米ＳｉＯ２后的石蜡分解温度比未改性前提高了４０Ｋ，壁材分解温度提高了５０Ｋ，石蜡渗漏率仅２．９６％㊂Ｓｉｌａｋｈｏｒｉ等［８］采用聚苯胺为壁材，石蜡为芯材，通过原位聚合技术制备了ＰＣＥＳＭ，并对其性能进行了研究㊂研究结果表明，经１０００次热循环后，ＰＣＥＳＭ的化学特性和结构轮廓仍能够保持不变，有效防止了石蜡的泄露，且具有很好的热稳定性㊂Ｋｏｎｇ等［９］通过真空吸附法将相变石蜡加入膨胀珍珠岩中，得到复合ＰＣＭｓ，再采用二氧化硅和有机丙烯酸酯的混合物进行浸渍和表面涂膜得到ＰＣＥＳＭ，表征评价结果表明，石蜡的最佳吸附比为５２．５％，表面涂膜工艺能有效地解决真空浸渍法制备的复合相变材料的渗漏问题，ＰＣＥＳＭ具有良好的热性能㊁稳定性和耐久性㊂此外，国内研究者还通过不同的多孔无机吸附材料如水泥［１０］㊁膨胀蛭石［１１］㊁二氧化钛［１２］㊁膨胀珍珠岩［１３］等多孔材料开展了吸附石蜡的的研究，均取得了不错的效果㊂２㊀石蜡ＰＣＭｓ在建筑上的典型应用石蜡相变材料在建筑节能㊁电子设备控温㊁纺织品㊁太阳能和工业余热回收领域都有着广泛的应用㊂由于我国建筑行业巨大的体量以及在节能环保领域飞速发展的需求，建筑行业仍是石蜡相变材料的主要应用方向㊂石蜡相变材料由于具有合适的相变温度㊁相变潜热值，且具有良好的耐候性，是很有应用潜力的新型材料㊂国外研究者Ｋｕｚｎｉｋ等［１４］对含６０％微胶囊石蜡的ＰＣＭ共聚物的复合墙板的数值模拟研究结果表明，石蜡复合相变材料在夏季可以显著降低室内温度，且复合墙板的最佳厚度为１ｃｍ㊂Ａｌａｗａｄｈｉ等［１５］选取具有锥形孔的混凝土板并向孔中分别添加相变材料正十八烷㊁正二十烷和ＳＵＮＴＥＣＨＰ１１６石蜡进行对比研究，实验结果表明，使用相变材料的屋顶比不用相变材料的屋顶的热通量要低３９％，三种材料中又以正二十烷的表现最优㊂Ｃａｓｔｅｌｌ等［１６］构建了多个建筑隔间并在内部放置热泵以研究ＲＴ－２７石蜡相变材料的节能效果，结果表明，在设定了隔间温度的条件下，使用ＲＴ－２７＋聚氨酯相变材料的隔间的能耗要比普通隔间（只使用聚氨酯）低１５％，温度峰值低１ħ，证实了加入相变材料可以有效降低房间的能耗，且温度波动更小，热舒适度得到提升㊂国内研究者Ｚｈｕ等［１７］以石蜡㊁膨胀石墨和高密度聚乙烯进行配伍制备了双层复合相变材料墙板并分析其在湖北武汉冬夏季的节能效果㊂研究表明，双层ＰＣＭｓ墙的办公楼能耗分别在冬季和夏季降低１７．８％和６．４％㊂该结构可以显著减少全年的能量消耗，冬季的节能效果尤为明显㊂闫全英等［１８］使用４８＃石蜡与液体石蜡调配成ＰＣＭｓ材料，研究了不同调配比下的应用范围，研究结果表明，液体石蜡调配比高时，混合物的相变温度低，适合被动式相变墙体使用，液体石蜡调配比低时，混合物的相变温度高，适合主动式相变墙板使用㊂牛润萍等［１９］对比研究了由４０％聚乙烯与６０％的石蜡封装而成的石蜡相变蓄热地板和干式地埋管地板两种供暖系统的节能效果，结果表明，相变蓄热地板能够显著降低室内温度波动，提高居住热舒适度㊂３㊀结论近年来，国内外研究人员在石蜡相变材料的改性以及封装工艺改进方面取得了一些进展㊂就改性工艺而言，采用改性技术尤其是碳材料改性的石蜡相变材料的导热系数更高㊁相变潜热更大；就封装工艺而言，采用胶囊封装工艺，获得了壁材机械强度更高㊁分布更均匀㊁环保安全性能更突出的相变微胶囊㊂对于石蜡相变在建筑材料领域的应用而言，石蜡相变储能建筑材料具有很好的应用前景，但是目前制约石蜡相变材料在建筑上应用的主要是成本过高的问题㊂未来通过解决上述问题，有望进一步推进石蜡相变材料在建筑材料领域的实际应用㊂参考文献［１］ＪＥＳＵＭＡＴＨＹＳ，ＵＤＡＹＡＫＵＭＡＲＭ，ＳＵＲＥＳＨＳ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｅｎｈａｎｃｅｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｂｙａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＣｕＯｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ［Ｊ］．Ｈｅａｔ＆ＭａｓｓＴｒａｎｓｆｅｒ，２０１２，４８（６）：９６５－９７８．［２］ＸＩＡＬ，ＺＨＡＮＧＰ，ＷＡＮＧＲＺ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｍａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅ／ｐａｒａｆｆｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２０１０，４８（９）：２５３８－２５４８．［３］ＭＵＳＴＡＰＨＡＫ，ＬＡＣＨＨＥＢＭ，ＧＯＳＳＡＲＤＤ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｐａｒａｆｆｉｎｂｙａｄｄｉｎｇｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１６，５０（１９）：２５８９－２６０１．［４］任学明，沈鸿烈，杨艳．膨胀石墨／石蜡复合相变材料的碳纳米管掺杂改性研究［Ｊ］．功能材料，２０１９，５０（６）：８－１２．［５］郭美茹，周文，周天，等．石墨烯／石蜡复合材料的热物理性能研究［Ｊ］．工程热物理学报，２０１４（６）：１２００－１２０５．［６］ＡＬＵＤＩＮＭＳ，ＡＫＭＡＬＳＳ，ＡＢＤＵＬＬＡＨＭＡＢ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｏｒｍ－ｓｔａｂｌｅｐａｒａｆｆｉｎ／ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｓｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．ＭａｔｅｃＷｅｂｏｆＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｓ，２０１７，９７：１０９４．［７］张秋香，陈建华，陆洪彬，等．纳米二氧化硅改性石蜡微胶囊相变储能材料的研究［Ｊ］．高分子学报，２０１５（６）：６９２－６９８．［８］ＳＩＬＡＫＨＯＲＩＭ，ＮＡＧＨＡＶＩＭＳ，ＭＥＴＳＥＬＡＡＲＨＳＣ，ｅｔａｌ．Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｔｈｅｒｍａｌｃｙｃｌｉｎｇｔｅｓｔｏｆｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄｐａｒａｆｆｉｎｗａｘ／ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅｍａｄｅｂｙｓｉｍｐｌｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｏｌａｒｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１３，６（５）：１６０８－１６２０．［９］ＫＯＮＧＸ，ＺＨＯＮＧＹ，ＸＩＡＮＲ，ｅｔａｌ．Ｂｕｉｌｄｉｎｇｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｐａｎｅｌｂａｓｅｄｏｎｐａｒａｆｆｉｎ／ｅｘｐａｎｄｅｄｐｅｒｌｉｔｅ：ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１６，９（２）：１－１６．［１０］杜银飞，刘谱晟，魏唐中，等．一种石蜡－水泥基定形相变材料的制备方法：ＣＮ１１０８０４４２２Ｂ［Ｐ］．２０２０－１１－２４．［１１］李金洪，黄凯越，邓勇．同时增强膨胀蛭石基复合相变材料稳定性和导热率的方法：ＣＮ１１０１０５９２３Ｂ［Ｐ］．２０２０－０８－０４．［１２］马晓春，刘延君，肖帆，等．一种二氧化钛包覆石蜡微胶囊相变储能材料及其制备方法：ＣＮ１０８３００４２１Ａ［Ｐ］．２０１８－０７－２０．［１３］方贵银，曹磊，单锋，等．微包裹相变蓄能材料及其制备方法：ＣＮ１０３１４６３５０Ａ［Ｐ］．２０１３－０６－１２．［１４］ＫＵＺＮＩＫＦ，ＶＩＲＧＯＮＥＪ，ＮＯＥＬＪ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｗａｌｌｂｏａｒｄｆｏｒｂｕｉｌｄｉｎｇｕｓｅ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，２８（１１／１２）：１２９１－１２９８．［１５］ＡＬＡＷＡＤＨＩＥＭ，ＡＬＱＡＬＬＡＦＨＪ．ＢｕｉｌｄｉｎｇｒｏｏｆｗｉｔｈｃｏｎｉｃａｌｈｏｌｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＰＣＭｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｌｏａｄ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ＆Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１１，５２（８／９）：２９５８－２９６４．［１６］ＣＡＳＴＥＬＬＡ，ＭＡＲＴＯＲＥＬＬＩ，ＭＥＤＲＡＮＯＭ，ｅｔａｌ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｕｓｉｎｇＰＣＭｉｎｂｒｉｃｋｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｏｒｐａｓｓｉｖｅｃｏｏｌｉｎｇ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，２０１０，４２（４）：５３４－５４０．［１７］ＺＨＵＮ，ＨＵＮ，ＨＵＰ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｍａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅｌａｙｅｒｓｓｈａｐｅ－ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｗａｌｌｂｏａｒｄ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ，２０１９，１６７（ＪＡＮ．１５）：１１６４－１１８０．［１８］闫全英，阮振邦，霍冉．添加相变材料对热水供暖墙板传热性能的影响研究［Ｊ］．建筑科学，２０１３，２９（１２）：３５－３８．［１９］牛润萍，徐小龙．主动式太阳房相变蓄热地板供暖实测研究［Ｊ］．建筑科学，２０１３，２９（８）：４９－５２．（本文文献格式：李娜，于恩强．石蜡相变材料在建筑领域的研究与应用进展［Ｊ］．山东化工，２０２１，５０（９）：５７－５８．）㊃８５㊃ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２１年第５０卷。
NanoＧAl２O３_改性石蜡相变微胶囊的热性能及作用机理
本研究以石蜡为芯材,
Nano
ＧAl２O３ 改性三聚氰
胺脲醛树脂为壁材,利 用 原 位 聚 合 法 制 备 导 热 增 强
型石 蜡 相 变 微 胶 囊. 采 用 ESEM、Ho
tDi
sk、DSC、
TG、
FTＧ
IR、
EDS 测 试 表 征 其 微 观 形 貌、导 热 系 数、
２．
２ 相变材料的乳化
称取 ２．
４gSMA,
１２０mL 的去离子水加入烧杯
中,用 NaOH 调节 pH 至 ９~１０,反应温度为 ７０ ℃ ,
以转速 ４００~５００rmi
n－１ ,反应 １h,得到 SMA 乳
化剂.称 取 ３２g 石 蜡,
SMA 乳 化 剂,
２００ mL 去 离
子水加入三口烧瓶 中 进 行 乳 化,乳 化 温 度 ７０ ℃ ,以
Nano
ＧAl２O３ 时,导热系数提高了 ５６．
８％ .Nano
ＧAl２O３ 均匀分布在壁材中,形 成 网 状 结 构,使 微 胶 囊 内 部 与 表 面 形
成传热通道,从而赋予石蜡相变微胶囊的高导热性能和高热传输效率.
关键词:
Nano
ＧAl２O３ ;石蜡;相变微胶囊;导热性能
中图分类号:
TB３４ 文献标志码:
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石蜡改性制人造峰蜡
石
油
化
・ ２８３ ・
２０ ０ ２年 第 ３ １搓 第 ４期
ＰＥ７ＲＯＣＨＥＭ Ｉ 、 ＣＡＬ ＴＥＣＨ ０Ｌ ０ＧＹ
石 蜡 改 性 制 人 造 蜂 蜡
杨基 和 ， 李 肖 ， 陈 敏
ｌ 苏 石 油 化 工 学 院 化 工 系 ， 苏 常 州 ２ ３ １ 江 江 １０ ６
化产物醇 、 、 、 的生成 。 醛 酮 酸
ＲＯ Ｏ Ｈ ＋ Ｍ ’ — Ｒｏ ・ ＋ Ｏ Ｈ ＋ Ｍ （ ｌ ’ １ Ｒｏ ｏ ・ ＋ Ｈ ＋ Ｍ ＲＯ Ｏ Ｈ ＋ Ｍ （ １ — ， ）
染 、 品 、 药 、 妆 品 等 领 域 ：但 其 资 源 短 缺 ， 格 食 医 化 价
昂 贵 ， 足 不 了 各 行 各 业 的 需 求 ： 以 普 通 石 蜡 为 原 满
料 ， 物 理 和 化 学 改 性 ， 到 性 能 指 标 符 合 天 然 蜂 蜡 经 得
的 人 造 蜂 蜡 ， 消 化 吸 收 普 通 矿 物 蜡 ， 解 天 然 蜂 蜡 是 缓
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文 章 编 号 １ ０ ８ ４ （ ０￣ ０ （ ８ ０ ００ １４ ２ （ ４ １ ３ ３ ２） ２
石蜡的耐热性能及其机理研究
I
成都理工of paraffin and its mechanism
Introduction of the author: SHU Zhengwei ， male ， was born in march 1981, whose tutor was Professor WANG Ling. He graduated from Chengdu University of Technology in Mineral materials science major and was granted the Master Degree in June，2010.
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图 1-1 石蜡的分子结构图(正二十四烷 C24H50)
石蜡具有防水性能，表面接触光滑，低毒性，无异常的气味和颜色。它具 有良好的燃烧和介电性能。主要质量指标为熔点和含油量，前者表示耐温能力， 后者表示纯度。每类石蜡又按熔点，一般每隔 2℃，分成不同的品种，如 52， 54，56，58 等牌号。根据加工精制程度不同，可分为全精炼石蜡、半精炼石蜡 和粗石蜡 3 种。其中以前二者用途较广，主要用作食品及其他商品（如蜡纸、 蜡笔、蜡烛、复写纸）的组分及包装材料，烘烤容器的涂敷料、化妆品原料， 用于水果保鲜、提高橡胶抗老化性和增加柔韧性、电器元件绝缘、精密铸造等 方面，也可用于氧化生成合成脂肪酸。石蜡有许多工业应用 , 它被用来制做蜡 烛，纸张涂料，保护胶的食品和饮料，玻璃清洗的准备工作，热熔地毯支持， 生物降解地膜，润滑剂，酸瓶塞子，电气绝缘，热熔胶等。 粗石蜡由于含油量 较多，主要用于制造火柴、纤维板、篷帆布等。石蜡中加入聚烯烃添加剂后，
改性松香在石蜡制备中的应用研究
改性松香在石蜡制备中的应用研究摘要：改性松香是一种常用的添加剂，可应用于各个领域。
本文通过对改性松香在石蜡制备过程中的应用研究，探讨了其在石蜡制备中的作用机理和性能表现。
研究结果表明，改性松香能够有效改善石蜡的熔点和稳定性，提高其热塑性和可加工性。
此外，通过优化改性松香的添加量和制备条件，可以进一步提高石蜡的品质和性能。
这些研究成果对于石蜡生产工艺的优化和改进具有一定的指导意义。
1. 引言石蜡是一种具有广泛应用的化学品，广泛应用于制药、化妆品、塑料、润滑油、蜡烛等领域。
石蜡的品质对其应用性能和市场竞争力具有重要影响。
改性松香是一种常用的添加剂，具有改善材料性能、调整熔点、提高加工性等作用。
本文旨在探究改性松香在石蜡制备中的应用研究，为石蜡生产工艺提供参考。
2. 改性松香的种类和性质改性松香是通过将松香与一定比例的改性剂进行加工反应而得到的一种具有改善性能的产品。
改性松香可以分为酯化改性松香、酮化改性松香、甲醇化改性松香等。
不同的改性材料对改性松香的性能有着不同的影响。
改性松香具有较好的溶解性、熔点调节能力和抗氧化性能等特点，在石蜡制备中的应用潜力巨大。
3. 改性松香在石蜡熔点和稳定性改善中的应用石蜡的熔点是其应用性能的重要指标之一。
通过添加改性松香，可以改善石蜡的熔点，提高其应用范围。
改性松香的添加使得石蜡的分子结构发生改变，使石蜡颗粒之间的距离变短，从而提高了石蜡的熔点。
此外，改性松香还能够提高石蜡的稳定性，降低石蜡在高温下的热膨胀性能，使其更适用于高温条件下的应用。
4. 改性松香在石蜡热塑性和加工性改善中的应用石蜡的热塑性和可加工性是其在塑料等领域中广泛应用的重要因素。
改性松香的添加能够改善石蜡的热塑性和可加工性。
改性松香通过与石蜡分子发生作用，改变了石蜡的分子排列方式，使其具有更好的流动性和可塑性。
此外，改性松香还能够提高石蜡的熔化温度，并降低石蜡的粘度，使其更易于加工和成型。
5. 改性松香添加量和制备条件的优化为了进一步提高石蜡的品质和性能，需要对改性松香的添加量和制备条件进行优化。
改性石蜡选择性堵水技术研究与现场应用
第 １ 卷第 ４期 ４ ２Ｏ 年 ８月 Ｏ７
文章编 号：１０ ６ ３ （ｏ ７ｏ Ｘ７ —０ ０６— ５５ ２ｏ ）４一（ ８ ３ ￣
特 种 油 气 藏
Ｓ ｅ ｉ ｉ ａ ｄ Ｇ ｓＲｅｅ ｖ ｉ ｐ ｃａ Ｏ ｌ ｎ ａ ｓ ｒ ｏｒ ｌ ｓ
２ 改性石蜡选 择性堵剂 的研制
２ １ 实验仪 器及药 品 ．
实 验器材 ：Ｇ 一３ Ｓ Ｊ 型单 轴 高速搅 拌器 、恒 温油 浴、 恒温 水浴 、 岩心模 拟 实验装 置 、 度计 。实验 药 粘 品： 石蜡 （ 工业 品 ） 、改性 剂 Ａ（ 自制 ）聚集 剂 Ｂ 自 、 （
制 ） 各种 表面 活性剂 。 、
Ｖ０ ． ４ Ｎｏ ４ １１ ． Ａｕ ．２ ０ ｇ ０７
改 性 石 蜡 选 择 性 堵 水 技 术 研 究 与 现 场 应 用
李金权
（ 中油辽河石油勘探 局 ， 宁 盘锦 辽 １４０ ） ２ １９
摘要 ： 以石蜡 为主要研 究对 象， 通过对石蜡 改性 ， 配制 一种适合 油水 同层 、 高含 水、 边底水 油井 的新 型选择性堵水剂。该堵剂体 系对裂缝发 育、 底水 大孔道、 近井地 带亏空严 重的高渗透层 更 为适 宜， 重点研 究了该堵水体 系的制备方法及该堵 水体 系的 自身特 性 （ 水溶液 结晶与 聚集、 堵
能采取 机械 找堵 水 措施 ， 必须 采取 化 学堵 水 措 施 ， 才能 挖掘这 部分 油井潜 力 。
化学堵水技术 以聚丙稀酰胺堵剂为主， 借助地
层 温度 在地 下交 联 ， 产生 冻胶 ， 堵 出水 孔 道 。这 封 种化学堵 水技 术是 利 用 化 学药 剂 形 成 凝胶 对 地层 出水井段 或 出水 层 位 进 行 封 堵 ， 到 降 低 油 井 出 达 水 ， 高油井 产量 的 目的 。通过 向井 内注 入化学 药 提
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石蜡改性研究
通过差示扫描量热法（DSC）和偏光显微镜技术对碳氢树脂/石蜡共混材料进行热分析和晶体形貌分析，结果表明加入碳氢树脂材料只对石蜡结晶的尺寸产生影响，并未改变石蜡晶体形貌。
碳氢树脂的加入使得石蜡的固溶体浓度变稀，晶体变细，熔点降低；同时碳氢树脂的浓度与共混材料的吸热焓呈线性关系，该方法可以用于石蜡与非晶质材料共混的含量测定。
标签：石蜡；碳氢树脂；DSC；晶体形貌；石蜡改性
石蜡是从石油中提炼得到的一种固体烃类混合物，精炼的石蜡是白色或近乎半透明的物质，具有可测量的晶体结构，触摸时稍有油腻感，其熔点在43.3～65.5 ℃[1]；其结构主要由正构烷烃，非正构烷烃和环状烷烃组成。
石蜡主要应用于热熔胶、橡胶工业、包装工业、汽车防护防腐、木材保护、印刷油墨等工业领域[2～4]。
石油树脂与石蜡共混是最常见和广泛应用的一种石蜡改性技术，该共混物是生产热熔胶[3～5]和精密铸造中温模料的重要组成[6]。
虽然行业内对石油树脂与石蜡共混改性的研究较多，但是有关石油树脂对石蜡物化性能与微观形貌的影响和作用方式的研究较少。
路宏等[7]通过主成分分析和聚类分析建模的方式对动物蜡、植物蜡、矿物蜡、合成蜡、聚乙烯醋酸乙烯酯（EV A）和石油树脂与58#全精炼石蜡进行共混，研究了滴点、运动黏度和针入度的变化趋势及主成分因子的转化。
得出了在不同添加剂的作用下石蜡物理性质变化趋势，该结果对研制新产品具有重要参考价值。
但他们没有对改性石蜡的微观结构和形貌做进一步的讨论。
在上述研究的基础上，本文通过DSC和偏光显微镜技术，发现石油树脂与石蜡共混改性只作用于石蜡晶体尺寸，对石蜡结晶形貌不产生影响，这一结果对指导热熔胶和精密铸造蜡的生产与研发具有一定的理论参考价值。
1 实验部分
1.1 原料及仪器
58#全精炼石蜡，中国石油抚顺分公司；C5石油树脂，RKA1100，中国石油兰州分公司；氧化铝，99%，alfa Aesar。
Q20差示扫描量热仪，美国TA仪器公司；59XA偏光显微镜，上海光学仪器一厂。
1.2 样品制备
将58#全精炼石蜡、石油树脂，按质量比在120 ℃油浴中加热熔化，熔化后
保温搅拌30 min，取少量样品滴到干净的金属铝箔上，使其形成一层薄蜡片，从铝箔上分离蜡片，用不锈钢刀将其分成小片。
分别称取（5.0±0.5）mg样品和氧化铝粉置于铝钳锅杯中，放到仪器中的样品与参比位置，进行DSC测试。
DSC 测试前用铟熔点156.61 ℃进行温度校正。
取少量样品置于载玻片上，在120 ℃加热成液体形成一层蜡薄膜，放置在常温下结晶冷却后用偏光显微镜观察。
1.3 性能测试
石蜡晶型相转变温度测试：按SH/T 0589 方法进行[8]。
微观形貌测试：在偏光显微镜上进行测试。
2 结果与讨论
2.1 石蜡晶型相转变温度的测定
石蜡的DSC测定结果见表1和图1，石蜡的固-固态晶型转变温度为46.65 ℃；固-液态转变温度为62.22 ℃。
石蜡存在固-固态转变温度普遍认为是正构烷烃在固态时存在2个相，一个是在较低温度时呈单斜晶系的固相，该相态温度正构烷烃在材料力学上表现为硬的脆性结构，即在温度46.65 ℃以前石蜡呈现脆性材料特征；另一个是在较高温度时晶体呈无序的旋转体相，即在接近熔化温度时，正交晶系呈六面体相的分子绕中心轴旋转，该相态在材料力学上表现为软的塑性结构，即在46.65～62.22 ℃内石蜡材料表现为塑性特征[9]。
所以石蜡的加热熔化过程不是均相过程，在该过程中存在着多个中间状态即固体-塑料-半塑料-半液体-液态。
表1为熔融数据，图1为石蜡中添加不同质量碳氢树脂的DSC熔融曲线。
从表1可以看出随着碳氢树脂质量的增加，固-固态转变温度变化缓慢，当碳氢树脂量增加到80%～90%时，相比于石蜡固-固态转变温度增加约1 ℃，碳氢树脂比例在80%以下时固-固态转变温度几乎没有增加。
说明碳氢树脂的加入量小于80%时，石蜡固-固态转变时所需要的转变能没有明显的变化。
在碳氢树脂加入量大于80%时固-固态转变温度的增加是由于主体结构材料发生了变化，石蜡分子的周围绝大部分是碳氢树脂，因此要进行固-固态转变需要比原来更高的能量。
石蜡晶体结构的转变需对应特定的转变能量，从实验结果可知石蜡与碳氢树脂共混物的固-固态转变温度没有变化；由于在该体系中只有石蜡为结晶性材料，所以认为在共混体系中固-固态转变温度仍是石蜡晶型相转变温度，即加入碳氢树脂不会改变原石蜡的晶体构型。
由表1和图1可知，随着碳氢树脂含量的增加，共混物的熔点逐渐降低，吸热焓值的降低速率与碳氢树脂的含量呈现线性关系，见图2。
线性方程为y=178.788-1.00463x，y为树脂的百分含量，x为共混物的吸热焓，相关系数平方为0.97764。
上述DSC方法可用于测定共混物中树脂的含量。
2.2 晶体形貌
用偏光显微镜测定了石蜡和碳氢树脂不同比例共混条件下的结构形貌，结果见图3（a～d）。
在纯的石蜡中，蜡的晶型呈现出片状结构，晶体较大；随着碳氢树脂的含量增加，石蜡晶体形貌仍是片状结构，但是晶体大小明显变细。
这一结果进一步证明，随着碳氢树脂含量的增加固-固态转变几乎没有变化；其原因是由于石蜡的晶体构型没有发生实质的变化，改变的只是晶体的大小。
蜡晶体大小的改变，是非晶态石油树脂与石蜡完全熔化互溶后在析出过程中仍呈非晶态；随着石油树脂的增加，在石蜡析出晶体时非晶体树脂也同时析出，使得石蜡的固态溶体浓度变稀，导致石蜡的晶体由大的片状晶体变成小的细片状晶体。
李英民等[6]也发现晶质蜡在非晶质材料中的固溶浓度较低时，石蜡晶体出现明显的细化。
这说明非晶质材料加入到晶质材料蜡中能够改变蜡晶的大小。
在该过程中共混物的吸热焓逐渐降低，是由于石蜡固态溶体的浓度变稀所致。
3 结论
（1）非晶质材料碳氢树脂加入到晶质材料石蜡中，共混物的晶体形貌未发生改变，发生变化的只是石蜡晶体的大小，即从大的片状转变为细小的片状晶体。
（2）非晶质碳氢树脂的含量增加使得石蜡的固态溶体浓度变稀，石蜡晶体细化，吸热焓降低，熔点降低。
（3）石蜡与非晶质碳氢树脂材料共混，DSC吸热焓与碳氢树脂的浓度成反比，该技术可以用于测定石蜡在共混物中的含量。
参考文献
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[2]吕涯.石蜡氧化改质研究[J].精细石油化工，2002，1：24-26.
[3]Park Y，Joo H，Do H，et al.Viscoelastic and adhesion properties of EV A/tackifier/wax ternary blend systems as hot-melt adhesives[J].Adhesion Sci Technol，2006，20（14）：1561-1571.
[4]Zaky M，Mohamed N.Influence of low-density polyethylene on the thermal characteristics and crystallinity of high melting point macro-and micro-crystalline waxes[J].Therm Acta，2010，499（1-2），79-84.
[5]Kalish J，Ramalingam S，Wamuo O，et al.Role of n-alkane-based additives in hot melt adhesives[J].Int J Adhes Adhes，2014，55：82-88.
[6]李英民，王桂华，周子成，等.熔模铸造模料显微镜组织与性能的分析[J].铸造，1998，10：8-11.
[7]路宏，佟毅.添加剂对石蜡物理改性的分类研究[J].石油化工高等学校学报，2005，18（2），83-86.
[8]SH/T 0589，石油蜡转变温度测定法[S]. 1994.
[9]郑立辉，盛奎龙，潘金亮.石油蜡的生产及深加工[M].北京：化学工业出版社，2008，30-35.。