用波谱法对导热油连续加热结构变化的研究.pdfVIP

用波谱法对导热油连续加热结构变化的研究 盛克俭，吴万年，唐明明，金寄春 (华东理工大学化学系，上海200237) 摘姜：应用红外线光谱、因素分析、核磁共振和场解吸质谱法，对在一定温度下连续加热不同时间的复杂组成的 两种导热油进行了测定，给出有关图谱及数据，了解油样组成和结构的变化及导热油加热变质的情况，以研究其 热稳定性。 关键词：导热油；热稳定性；红外光谱；核磁共振；质谱场解吸质谱 l前言 导热油作为新型节能的热传递载体已得到广泛应用，但它在加热过程中会发生变质，影响使用寿 命。变质的程度通常由闪点、粘度、残碳和酸值4项物化数据的变化来衡量。这些指标只在一定程度 上宏观地反映出导热油的热稳定性，并不能很好地显示导热油内部结构的具体变化。研究其受热过程 中所发生的分子结构变化情况，为改进和提高导热油质量，开发新导热油，混合使用导热油，以及选 择添加剂和寻找新添加剂，认定导热油最高允许使用温度等，提供了重要的参考依据。这项基础研究 国内外文献很少有报道。 本文选择了国内生产的直链烷烃系列导热油，在连续加热下测定它们的闪电、粘度、残碳等物化 数据，用红外光谱，因素分析、核磁共振和场解吸质谱进行结构组成的分析【1。]，以了解变质情况， 研究其热稳定性。 2实验部分 2．1油样、试剂与仪器 油样取自上海红星日用化学品厂生产的HD一300导热油；试剂取自上海熔剂厂生产的AR级 丙酮。仪器取自上海石油仪器厂生产的SYD一3526闪点测定仪和SYD一1011残碳测定仪；美国生产 场解吸装置。 2．2实验过程 分别取HD-300导热油和HD-320导热油在300℃以下，容量为1000ml，在回流的玻璃装置中 连续加热oh，250h，500h和1000h后，冷却至室温。将不同加热时间冷却后的两种油各分两份，一 量取50ml，用等体积丙酮充分振荡混合后，过滤得到不溶解物，经烘干衡重，称得沉淀质量。滤液 在除去丙酮后作油样，进行红外光谱、元素分析、核磁共振谱及现场解吸质谱测定。在场解吸质谱测 定中，采用多次扫描峰平均法。 3结果与讨论 表1给出经连续加热后，油样闪点、粘度、残碳的数据，队及加入等体积丙酮后的沉淀质量。 表2给出油样在连续加热不同时间后元素的分析数据。 419 表1连续加热后油样闪点、粘度、残碳及沉淀质量 表2连续加热不同时间后油样元素分析数据 连续加热不同时间的两种油样，其红外光谱图均未见明显变化，在波数为2800～3000era，1460cm， 1380cm和720cm呈现的强度分别为：很强、强、中强、和弱。它们的图谱不再另行给出。 图1示出核磁共振图谱。由图可见，HD一300油样加热不同时间有所差别；HD一320油样则变化 99T38—99．80—99．80—95．29；d值在465的变化由O．62—1，20—1．20—4．71；6值在7．5的变化始终为 0。对HD-320相对应的d值的相对面积为99．63，．o．37，0在各加热时间无变化。 矗—矗—百}吲—嘴—矗矿 {r言靠≮—昔持 a)HD一300 ．．．．．．1．．．．．．I．．．．．．I．．．．．．‘．．．．．—l一．．．．．．I．．—．．．J．．．．．J．．．．．．J．．．．．．I一 04 02 O．0 0．4 0．2 0．0 (b)HD一320 图1核磁共振图谱 在场解吸质谱图上分子发生裂解或聚变都能得到反映。图2示出油样在不同加热时间下的场解吸 质谱图。从元素分析数据看，HD一300经1000h加热后，由丙酮处理的油样中元素含量：C从84．57％ 变为8573％，相对升高1．37％；H从14 41％变为13．21％。相对下降8．33％；其它元素从0．01％变为 o．09％，是原来的9倍。其它主要是0，其量虽提高9倍，也只含o．09％，所以氧化程度不大。C的含 量增加不多，而H的含量在两者中的下降较为明显。显示有聚合或成烯反应在发生。 420