利用添加剂降低石蜡熔点的研究

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1、利用添加剂降低石蜡熔点的研究王越（西安文理学院化学系，陕西西安710065）摘要：用毛细管法测定了石蜡的凝固与熔解曲线和加入食品添加剂后熔点和凝固点的变化。结果表明，加入食品添加剂香精后凝固点有规律地降低，当香精加入的质量分数为3.3％时，熔点降低约1.3℃；当加入10％时，可降低3℃左右，即从50℃降低到46.7℃。该研究有可能解决空调冷凝排热的回收利用问题。关键词：石蜡熔点；食品添加剂；石蜡相变材料中图分类号：O645.2；TK02文献标识码：A文章编号：1000-274X(2004)0089-05为把空调冷凝热全部或部分回收利用，应寻找适宜的蓄热材料。相变蓄

2、热材料应具备储能密度高、相变温度相对稳定，这样才能很好地解决这个问题[1，2]。我们研究了向石蜡中加入添加剂使熔点有规律降低，有望成为好的相变储热材料。1相变蓄热材料的特点及石蜡的基本性质近年来，国内外对相变蓄热材料尤其是有机相变材料的研究比较多。石蜡因其优良的性能和较低的价格，作为一种相变材料越来越受到人们的重视，目前主要应用于太阳能蓄热、建筑储能以及区域供冷系统等。石蜡是炼制石油的副产品，价格较低廉，分类多，用途广泛。石蜡分为食品蜡、全精制石蜡、半精制石蜡和皂用蜡等大类，每一类又根据熔点分为52号、54号、56号、58号、60号、62号、64号、66号、68号

3、、70号石蜡等。其外观为白色或淡黄色的结晶体，化学组成为多种烷烃的混合物，无确定的分子式，通式为CnH2n+2，式中的碳原子数n=17~36，n越大，石蜡的熔点越高。石蜡一般的熔点在52~72℃，相对密度为0.86~0.94g/cm，分子质量约240~450。2用毛细管测定熔点、冷凝点2.1石蜡熔点的测定原理物质熔点的测定有常用毛细管法和显微熔点测定仪法。显微熔点测定仪法可测定微量样品，能看到熔化前后的变化情况，所测熔点较准确。但是，这种方法所测样品必须要有一定的晶型，石蜡为无晶型样品，不宜用该法测定。毛细管法对晶型样品和无晶型样品均可测定，因此适宜测定石蜡的熔点

4、。该法对样品的塌落、凹陷过程易于观察，所测熔点准确，且实验装置简单，易于操作。2.2毛细管测熔点的方法4把装好样品的毛细管用橡皮圈固定在温度计的一侧，让样品柱紧贴在温度计水银球的中央部位。然后，把温度计固定好，使温度计和样品管垂直悬浸在热水浴中。观察样品，出现塌落现象且伴有小液珠出现时，记录此时温度，即为熔点。最后，冷却水浴，观察记录石蜡凝固温度。熔点、凝固点重复测定几次[3]。2.3添加剂的选择石蜡作为相变蓄热材料，其熔解温度要和空调系统的冷凝温度相匹配。目前，市场上供应的石蜡熔点一般在50℃左右，而中央空调标准冷凝温度约为54.4℃，要直接利用石蜡作为蓄热材料

5、需要降低其熔点。根据溶剂中加入溶质会降低溶剂熔点的理论，可在石蜡中加入一种添加剂使其熔点降低。考虑到对环境的安全，可选择食品添加剂。对添加剂的具体要求如下：①添加剂必须与石蜡相溶，不能有分离或者是结晶产生；②添加剂的熔点应低于石蜡；③添加剂无毒、无害；④价格便宜。按照以上要求，我们选择了食品添加剂香精、月桂酸作为石蜡添加剂进行研究（见表1）。表1添加剂的性质Fig.1Properrtiesoffoodadditives品名熔点性质价格香精－常温下液态，与石蜡相溶￥15.0元/500mL月桂酸44℃白色或淡黄色结晶固体或粉末，有光泽和特殊气味，几乎不溶于水，溶于乙醇

6、、氯仿和乙醚￥19.0元/100g3结果及分析3.1石蜡的熔解、凝固特性以52号工业石蜡为基本原料，用毛细管法测试其熔解、凝固特性（见图1），可以看出石蜡凝固点约49.7℃，熔解范围45~49℃；45℃以下为固体的吸热过程，49℃以上石蜡全部变为液体。图1石蜡凝固和熔解特性曲线Fig.1Thecurveofwaxmeltingsolidifyanddissolve43.2食品添加剂对石蜡熔点、凝固点的影响·以52号工业石蜡为基本原料，改变食品添加剂（香精、月桂酸）的质量分数，用毛细管法测定石蜡的组成-凝固点相图如图2、相变温度如表2、3所示。2.04.06.08.

7、010.004042444648··50··▼▼▼▼▼T/℃·—香精▼—月桂酸添加剂质量分数/%图2组成-凝固点相图Fig.2Composition-solidifyingpoint表2加入香精后石蜡的凝固相变温度Tab.2Temperatureofsolidifyingphasechangeofwax质量分数/%01.03.336.6710.0凝固相变温度/℃50.049.548.747.646.7表3加入月桂酸后石蜡的凝固相变温度Tab.3Temperatureofsolidifyingphasechangeofwax质量分数/%02.55.07.510.0凝

8、固相变温度