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表面張力估算法測(cè)定29種常見低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)——結(jié)果與討論、結(jié)論
來源：石油化工 瀏覽 827 次 發(fā)布時(shí)間:2024-09-24
2結(jié)果與討論
2.1常用溶劑溶解度參數(shù)的估算值與文獻(xiàn)值對(duì)比驗(yàn)證
將文獻(xiàn)值與式（5）的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表3。
表3計(jì)算值與文獻(xiàn)值的對(duì)比結(jié)果
由表3可見，擬合公式的計(jì)算值與文獻(xiàn)值的最大相對(duì)誤差為2.4%。式（5）的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在20℃下測(cè)得，主要擬合數(shù)據(jù)來源于參考礦物油組分的弱極性物質(zhì)正構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。擬合公式建立在實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過液滴大小與表面張力的關(guān)系，推算出表面張力與溶解度參數(shù)的關(guān)系（見圖1）。所以該公式也適用于弱氫鍵溶劑混合物的溶解度參數(shù)計(jì)算。
2.2淺色礦物油溶解度參數(shù)估算值的驗(yàn)證
選取市場(chǎng)上常見的礦物油（理化性質(zhì)見表1），對(duì)礦物油溶解度參數(shù)擬合公式的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。通過標(biāo)準(zhǔn)方法得到溶解度參數(shù)擬合公式的必要數(shù)據(jù)，油品溶解度參數(shù)的計(jì)算結(jié)果見表4。由表4可見，29種常見的低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)計(jì)算值為14.40～16.07（J/cm3）1/2。礦物油型橡膠油是復(fù)雜的混合物，計(jì)算和測(cè)試溶解度參數(shù)較為困難。大部分石蠟基油和環(huán)烷基油的溶解度參數(shù)為13.3～15.8（J/cm3）1/2。實(shí)驗(yàn)選取的29種低芳淺色礦物油均為石蠟基油和環(huán)烷基油，溶解度參數(shù)計(jì)算結(jié)果基本在該范圍內(nèi)，驗(yàn)證了溶解度參數(shù)擬合公式的可靠性。
直鏈烷烴溶解度參數(shù)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系見圖2。由圖2可見，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加，溶解度參數(shù)出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)；當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量大于200后，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加，溶解度參數(shù)遞減。表1中給出的市場(chǎng)上常見的29種低芳淺色礦物油中，直鏈烷烴含量大于70%（w）的油品（2，10，14，15，20，21）的溶解度參數(shù)與相對(duì)分子質(zhì)量間呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律。
以油品2為例進(jìn)行驗(yàn)證。圖2中，相對(duì)分子質(zhì)量接近312的純直鏈烷烴的溶解度參數(shù)為14.93（J/cm3）1/2。由表4可得，油品2的溶解度參數(shù)計(jì)算值為15.22（J/cm3）1/2。油品2含有一定比例的環(huán)烷烴，由于相同碳數(shù)的環(huán)烷烴的溶解度參數(shù)大于正構(gòu)烷烴，所以油品2的溶解度參數(shù)應(yīng)略大于相同相對(duì)分子質(zhì)量的正構(gòu)烷烴。由此可見，油品2的溶解度參數(shù)計(jì)算結(jié)果與圖2顯示的實(shí)驗(yàn)結(jié)論相符。
表4油品溶解度參數(shù)的計(jì)算結(jié)果
圖2直鏈烷烴溶解度參數(shù)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系
3結(jié)論
1）通過表面張力估算法測(cè)定低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)。根據(jù)石油石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定11種含弱極性鍵的有機(jī)溶劑及29種常見的低芳淺色礦物油的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，得出由表面張力估算溶解度參數(shù)的表達(dá)式中的各個(gè)系數(shù)，進(jìn)而得出由表面張力來表示的溶解度參數(shù)表達(dá)式。
2）由擬合公式計(jì)算的11種有機(jī)溶劑的溶解度參數(shù)與文獻(xiàn)值的最大相對(duì)誤差為2.4%。29種常見的低芳淺色礦物油的溶解度參數(shù)計(jì)算值為14.40～16.07（J/cm3）1/2，與大部分石蠟基油和環(huán)烷基油的溶解度參數(shù)值相符，證明基于表面張力的溶解度參數(shù)擬合公式具有較好的準(zhǔn)確性。