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碳九石油树脂显色原因分析及解决办法
2021/2/27 15:48:36

C9石油树脂是以石油化工生产乙稀产品过程中产生的副产品C9馏分作为主要原料,在不同工艺条件下聚合而成的热塑性树脂。石油树脂的分子量一般在200-3000,软化点323-423K,为热塑性固体或粘稠液体。由于C9馏分的差异性及波动性,引起了石油树脂产品的质量和性能的波动,从而大大限制了它的应用。由于馏分中含双稀烃、芳基烯烃等不饱和烃,使得所制得的C9石油树脂中含有双键和苯环,而且不饱和键的反应活性很强,极易与其他化合物发生氧化或取代反应,因而使树脂带有颜色且光热稳定性差。


由于合成石油树脂的原料和制备工艺的差别,加氢前石油树脂一般呈浅黄色至深褐色,且其热稳定性较差,有些石油树脂受热时还会出现难闻的气味,长期光照下会引起颜色变深。难闻的气体主要是由于石油树脂受热分解产生的硫化氢所致,但显色原因却十分复杂,因为只要存在极少量的物质即可使石油树脂颜色发生变化,分析取证十分困难。目前学术上认为的显色原因主要有不饱和基团中含有极性原子、富烯结构、聚合过程中残留的卤化物、聚合链中含有不饱和双键、苯环和硫茚及衍生物。实际C9石油树脂的显色可能是以上多个因素的组合及其他未知因素。

根据对显色体的原因分析,双键基团是引起化合物产生颜色的显色基团。通常不是所有的显色基团都会发出颜色,当显色基团(如-C=C-、-N=O、-N=N-)与供电子基团(如-OH、-NH2)或吸电基团(如-NO2、>C=O)相互作用,即形成共轭效应时才导致该物质呈现颜色。化合物分子吸收了一定波长的光量子的能量后,发生极化并产生偶极矩,使价电子在不同能级间跃迁而形成不同的颜色。由此,C9石油树脂中的发色基团-C=C-,当共轭的-C=C-链长到一定长度时,石油树脂吸收光的波段会由紫外波段红移到可见光区,就会呈现出一定的颜色。同理,由于苯环具有较强芳香性,因苯环分子内的电子离域,可以与极性分子或极性基团共轭而产生颜色。一般来说,分子结构中共轭链越长,颜色越深;苯环增加,颜色加深;分子量增加,特别是共轭双键数增加,颜色加深。


通常对C9石油树脂采用加氢改性的办法来提高石油树脂的色相,通过深度加氢,可以同时改善或去除以上总结的石油树脂发色的因素。同时,得到石油树脂的品质也比较好,这是C9石油树脂其它改性方法达不到的,缺点改性成本也比较高。对不同的显色原因,可能需要釆用不同的催化剂及催化条件。



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