硅油和矿物油混合液分层速度的影响因素
时间：2023-06-08 19:00:12 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
张美琼，何 军，马蕊燕，张 静
（中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院，新疆 克拉玛依 834000）
矿物油的主要组成为各种烃类的混合物，矿物油中的白油为无色透明状、相对分子量为300～400的烃类混合物［1～4］。硅油为无色无味的透明液体，是不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷的混合物［5］。白油和硅油作为单独的物料在工业上应用比较广泛，但2者混合后的性质如何，文献中较少提到［6～9］。
某设备仪器原先使用硅油，当油品更换为矿物油后，矿物油能否与仪器中残留的硅油兼容，是应该探索的实际问题［10～13］。
此项研究进行了硅油和矿物油的混合试验和2者混合液的分层试验，考察了硅油和矿物油混合液分层速度的影响因素，目的在于对实际应用时提供指导性建议。
将硅油A跟矿物油B按不同比例混合，其中硅油A的比例分别为0.5%、1%、5%。
混合过程为：先向烧杯中加入硅油A，然后再加入矿物油B。硅油A跟矿物油B都加入后，先不搅拌，可以看到烧杯底部有非均匀现象，并随着硅油比例的增加，非均匀现象越来越明显。
将各比例的硅油A+矿物油B混合液不加热搅拌，出现浑浊，即使硅油A的比例低至0.5%时，混合液搅拌后外观也很浑浊，将该浑浊的混合液在60～70℃下加热搅拌0.5 h后，浑浊程度有改善，但仍然不透亮。
将加热后的混合液冷却至室温时，外观浑浊程度恢复得跟没加热时一致。
当硅油A为1%、5%分别跟矿物油B混合时，不加热搅拌时、加热搅拌0.5 h后及冷却至室温后的外观现象跟硅油A（0.5%）+矿物油B混合液的现象相同。
从试验结果可以看出：硅油和矿物油相互是不溶解的，即使升高温度，也不能让它们互溶。
硅油A和矿物油B的密度差别较大，依据SH/T 0604对2者进行分析，结果见表1。
表1 硅油A和矿物油B的密度
硅油A和矿物油B混合后浑浊，直接影响油品的使用，可以利用2者的密度差别较大这一特点让混合液分层，将2者分开。
研究进行了硅油A和矿物油B混合液的分层试验，从混合液中硅油比例、混合方式、混合液的总量、存放混合液的容器形状、存放混合液的温度等5个方面来考察单变量因素对分层速度的影响。
2.1 单变量因素为混合液中硅油比例
将硅油A和矿物油B按不同比例混兑，硅油A占总量的质量比分别为0.5%、1%、5%，3份混合液总量均为50 g，混合方式为60～70℃下以200 rpm的速度搅拌20 min，混合完成后3份混合液均存放于室温下100 mL的烧杯中。
如前所述，刚混合完后，3份混合液均浑浊。存放过程中，每天观察混合液的外观，看其是否分层，存放240 h后，硅油5%的混合液整体变透亮，分成上下2层，下层占很小部分，而硅油1%、0.5%的混合液仍然浑浊，说明硅油占混合液的比例影响分层快慢，硅油比例越大，分层越快［14～16］。
2.2 单变量因素为混合方式
混合液总量均为400 g，硅油比例均为5%，单变量为混合方式不同，1份混合液在60～70℃下以200 rpm的速度搅拌20 min，另1份混合液以200次/min的速度剧烈摇晃20 min，2混合液混合均匀后均在室温下存放于500 mL烧杯中，刚混合完的外观均很浑浊。
持续观察2份混合液外观，混合液存放240 h后，混合方式为“搅拌”的混合液整体变透亮，分成上下2层，下层硅油占很小部分，混合方式为“摇晃”的混合液仍然浑浊。
混合液存放480 h后，混合方式为“摇晃”的混合液也变透亮，分成2层，下层硅油占很小部分。因此，在60～70℃下以200 rpm速度搅拌20 min的混合液比以200次/min的速度剧烈摇晃20 min的混合液更容易分层，原因是，跟搅拌相比，摇晃的液体分子相互串动得更剧烈，导致混合液静置分层时更不容易分开［17,18］。
2.3 单变量因素为混合液总量
1份混合液总量为400 g，另1份混合液总量为50 g，2份混合液的硅油比例均为5%，混合方式均为在60～70℃下以200 rpm的速度搅拌20 min，2份混合液混合均匀后均在室温下存放于相应大小的烧杯中，刚混合完后2份混合液外观均很浑浊。
每天观察2份混合液外观，混合液存放240 h后，总量不同的2份混合液均整体变透亮，分成上下2层，下层占很小部分，因此，混合液总量对混合液的分层速度没有影响。
2.4 单变量因素为存放混合液的容器形状
2份混合液总量均为400 g，硅油比例均为5%，混合方式均为200次/min的速度剧烈摇晃20 min，混合均匀后1份混合液于室温下存放于分液漏斗中，另1份混合液于室温下存放于500 mL烧杯中，刚混合完的2份混合液外观均很浑浊。
每天观察2份混合液外观，存放容器形状不同的2份混合液均在存放480 h后整体变透亮，分成上下2层，下层占很小部分，说明存放容器形状不同对分层速度没有影响。
2.5 单变量因素为存放混合液的存放温度
3份混合液总量均为50 g，硅油比例均为5%，混合方式均为在60～70℃下以200 rpm的速度搅拌20 min，3份混合液混合均匀后均存放于100 mL烧杯中。
第1份混合液一直室温存放；
第2份混合液一直50℃存放；
第3份混合液先室温放20 h、后50℃存放。3份混合液混合均匀后的外观均很浑浊。
每天观察混合液外观，先室温放20 h后50℃存放的混合液于50℃存放2 h后，即总共存放22 h后整体变透亮，分成上下2层，下层占很小部分，将该分层的混合液冷至室温后，混合液变浑浊，由此说明混合液没有真正分层，只是稍高的温度增加了硅油在矿物油中的溶解性/分散性，降至室温后，溶解性/分散性降低，所以又变浑浊。
金日华和华幼卿认为［4］，聚合物高分子的分子运动具有温度依赖性，随温度升高，分子热运动能量增加，分子链解缠，体积膨胀，活动空间加大；
反之，则分子链收缩缠绕，运动减缓。当温度升高时，硅油高分子链解缠舒展，活动空间变大，能使更多的小的矿物油分子进入，2者互溶性提高；
反之，温度降低时，硅油高分子链蜷缩重新缠结，白油分子被挤出，发生浑浊现象［5］。
先室温放20 h后50℃存放的混合液于50℃存放240 h后的现象跟先室温放20 h后50℃存放的混合液于50℃存放2 h后的现象相同，仍然没有分层。
一直室温存放的混合液和一直50℃存放的混合液存放240 h后的外观为：一直室温存放的混合液整体变透亮，分成上下2层，下层占很小部分，一直50℃存放的混合液仍然浑浊，说明室温下存放的混合液比50℃存放的混合液分层更快。
硅油和矿物油相互是不溶解的，即使升高温度，也不能让它们互溶。此研究进行了硅油A和矿物油B混合液的分层试验，从混合液中硅油比例、混合方式、混合液的总量、存放混合液的容器形状、存放混合液的温度等5个方面来考察单变量因素对分层速度的影响并得出结论。
（1）硅油占混合液的比例影响分层快慢，硅油比例越大，分层越快。
（2）在60～70℃下，以200 rpm的速度搅拌20 min的混合液比以200次/min的速度剧烈摇晃20 min的混合液更容易分层。原因是：跟搅拌相比，摇晃的液体分子相互串动得更剧烈，导致混合液静置分层时更不容易分开。
（3）硅油A和矿物油B混合液总量对混合液的分层速度没有影响。
（4）存放混合液的容器形状不同对分层速度没有影响。
（5）一直室温存放的混合液的分层速度比先室温后50℃存放、一直50℃存放的混合液的分层速度快。
实际应用时，当硅油和矿物油不可避免地混合后出现浑浊现象影响使用时，可以根据此研究结论选择适当的条件让混合液更快地分层，然后再让硅油和矿物油分离。
猜你喜欢 矿物油混合液硅油 月季生态培育方法新尝试发明与创新(2022年27期)2022-09-16如何看待含硅油洗发水新农村(浙江)(2021年7期)2021-07-07硅油“谋杀”发际线？科学导报(2020年30期)2020-05-21奶粉含矿物油不必过于担心发明与创新(2020年5期)2020-05-06奶粉含矿物油不必过于担心发明与创新·大科技(2020年2期)2020-04-17二甲基硅油结构及热稳定性上海计量测试(2020年1期)2020-03-18儿童奶粉存在矿物油不能食用？科学导报(2019年73期)2019-12-20巧克力检出矿物油，吃了就相当于吃油墨？饮食科学(2016年10期)2016-11-19胆汁胰液混合液溶解颈动脉粥样硬化斑块的体外实验研究医学研究杂志(2015年12期)2015-06-10CAE技术在硅油风扇开发中的应用汽车零部件(2014年5期)2014-11-11
