C9石油樹脂在環己烷正庚烷中的溶解性

呂君君，王鵬偉，蘭偉偉，任 燁，杜若宇，李生鵬

（陜西延長石油（集團）有限責任公司碳氫高效利用技術研究中心，陜西 西安 710075）

C9石油樹脂（以下簡稱“樹脂”）是1 種淺黃色至暗褐色的功能性樹脂，常溫下為玻璃態熱塑性固體，主要是以工業乙烯生產中副產的C9餾分為原料在催化劑的作用下經過聚合反應得到的1 種熱塑性樹脂，具有良好的耐水性、耐酸堿性，在有機溶劑中的溶解性好，可用于粘結劑、路面漆、油墨和橡膠等行業［1～3］。

由于聚合反應生產的C9樹脂不飽和鍵及S-、Cl-含量較高，且通常有顏色深、氣味重、熱穩定性差、粘結力差等缺陷，使其應用受到很大的限制。因此，C9樹脂改性勢在必行，而催化加氫是其改性的重要路線之一［4，5］。

催化加氫改性后的C9樹脂脫除了硫、氯等雜質，而且色澤淺、氣味淡、熱穩定性高，應用更廣泛。國內C9樹脂加氫改性技術起步較晚，所使用的裝置及催化劑基本來自國外，自主研發的裝置和技術還有待發展、改善［6，7］。

此實驗則是C9樹脂在加氫改性前進行的原料樹脂溶解性探究實驗。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

實驗所用的有機溶劑環己烷和正庚烷規格均是AR500 mL，實驗所用C9樹脂自集團公司內部子公司生產，主要性質見表1。

表1 原料C9樹脂主要性質分析

1.2 實驗原理

環己烷、正庚烷化學式分別是C6H12和C7H16，常溫下均為無色有刺激性氣味、易揮發的液體，且2 者分子正負電荷重心重合，都屬非極性分子，不溶于水，溶于甲苯、丙酮等有機溶劑。C9樹脂的結構中不含極性基團，具有良好的耐水性、耐酸堿性，在有機溶劑中的溶解性好。

因此，實驗采用“相似相溶”原理，即極性溶劑易溶解極性溶質，非極性溶劑易溶解非極性溶質。一般情況下，溶解性大小與溶劑溶質的極性或非極性大小有關［8］。

1.3 實驗流程及方法

原料C9樹脂在常溫下脫除凝膠等雜質，用分析天平稱取18 組質量為5 g 的樹脂樣品備用。清洗燒瓶18個，分別編號1～18后放置在80 ℃的恒溫箱中干燥4 h。

燒瓶干燥結束后將準備好的樹脂分別裝入燒瓶中，后將燒瓶逐一放在分析天平上，同時使用滴管吸取環己烷或正庚烷分別加入到燒瓶中，配置質量分數不同的樹脂溶液（燒瓶在加入環己烷或正庚烷后迅速蓋緊燒瓶磨口玻璃蓋，防止溶劑揮發影響實驗結果），其中，編號為1～9的燒瓶加入環己烷，10～18的燒瓶加入正庚烷。

分別晃動燒瓶，使樹脂和溶液充分混合，將燒瓶分別放入超聲器2 min后取出靜置4 h，觀察樹脂溶解情況。

2 結果與討論

2.1 樹脂在環己烷中溶解性

在室溫環境下，按照實驗流程和方法進行實驗，同時記錄實驗狀況和數據。不同質量分數的樹脂在環己烷試劑中溶解性的記錄見表2。

表2 不同質量分數樹脂在環己烷中溶解性記錄

由表2 可知，（1）在環己烷中樹脂質量分數在10%～30%時，樹脂完全溶解，溶液流動性良好，黏度從1.415 68 mm2/s 上升至8.361 36 mm2/s；（2）樹脂質量分數超過30%后，雖然樹脂完全溶解，但溶液流動性逐漸變差；（3）樹脂質量分數10%～45%時，樹脂顆粒均完全溶解，但溶液黏度逐漸增加、流動性逐漸變差；（4）在50%時，溶液成凝膠狀，運動黏度為78.393 28 mm2/s。

值得說明的是，從表2 中可以看出，55%和60%環己烷樹脂溶液未配置。原因是實驗過程中，當樹脂質量分數在50%及以上時，環己烷溶液已經呈凝膠狀，而且黏度過高，再進行后續實驗已經失去意義［9，10］。

2.2 樹脂在正庚烷中溶解性

同樣，在室溫環境下，按照上文所述實驗流程和方法展開實驗，并即時記錄實驗狀況和數據。不同質量分數的樹脂在正庚烷試劑中溶解性的記錄見表3。

表3 不同質量分數樹脂在正庚烷中溶解性記錄

由表3 可以看出，在正庚烷中：樹脂質量分數在10%～50%時，樹脂完全溶解，溶液流動性良好，黏度從0.951 16 mm2/s 上升至11.060 00 mm2/s；樹脂質量分數超過50%后，雖然樹脂完全溶解，但溶液流動性迅速變差；樹脂質量分數10%～60%時，樹脂顆粒均完全溶解，但溶液黏度逐漸增加、流動性逐漸變差，尤其在50%～60%時，溶液流動性迅速變差，在60%時溶液已成凝膠狀。

3 結論

（1）室溫下，C9樹脂質量分數為10%～30%時，在環己烷或正庚烷中，樹脂完全溶解，且溶液流動性良好。

（2）室溫下，C9樹脂質量分數在30%～50%時，樹脂在環己烷中仍完全溶解，但溶液流動性變差，且在質量分數50%時，溶液成凝膠狀，而在正庚烷中，該樹脂仍然完全溶解，且溶液流動性良好。

（3）室溫下，C9樹脂質量分數在50%～60%時，樹脂在正庚烷中仍完全溶解，但溶液流動性變差，且在質量分數60%時，溶液成凝膠狀。

（4）使用正庚烷與C9樹脂配置溶液，更有利于C9樹脂催化加氫改性中試試驗的開展。