第18卷第1期石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)Vol. 18 No. 12005年3月JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIESMar.2005文章編號(hào):1006 - 396X( 2005 )01 - 0083 -04添加劑對(duì)石蠟物理改性的分類研究路宏，佟毅(遼寧石油化工大學(xué)理學(xué)院,遼寧撫順113001 )摘要:蠟和添加到蠟中的添加劑蠟都是有機(jī)化合物的復(fù)雜混合物(C,H2n+2的直鏈或支鏈飽和的有機(jī)化合物),它們的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜,由于蠟的產(chǎn)源不同可以將蠟(添加劑)分為動(dòng)物蠟、植物蠟、礦物蠟和合成蠟等。但試驗(yàn)的結(jié)果表明,它們作為添加劑所表現(xiàn)出的對(duì)原料蠟例如58#全煉蠟)物理性質(zhì)的改變卻不一定完全相同。使用主成份分析和聚類分析方法通過蠟在不同添加劑(蠟)作用下所表現(xiàn)出來的物理性質(zhì)的變化趨勢(shì)將添加劑蠟分為若干不同的族、類在同-族、 類中添加劑對(duì)蠟可以有相同或相近的物理改性作用。關(guān)鍵詞:石蠟;主成分;聚類;添加劑中圖分類號(hào): TE626. 8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A石蠟及其在添加劑作用下的產(chǎn)品是石化企業(yè)的種添加劑;確定滴溶點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)粘度、針入度( 25.4 C、重要產(chǎn)品之一。研制石蠟高附加值產(chǎn)品，進(jìn)行深加38.8C、43.3C)為在添加劑下的物理特征變化指工提高石蠟產(chǎn)品的技術(shù)含量能進(jìn)-步提高石蠟產(chǎn)標(biāo)并分別取添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%、5%、10%三品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。研究石蠟在添加劑的作用下物理性個(gè)水平下的特征指標(biāo)值共計(jì)有15 個(gè)變量。質(zhì)的變化趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)石蠟產(chǎn)品創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)理論研究1-7。.2石蠟改性的主成分分析模型國(guó)外石蠟深加工產(chǎn)品高度發(fā)展國(guó)內(nèi)石蠟生產(chǎn)由于石蠟在添加劑的作用下的指標(biāo)變量較多,嚴(yán)重過剩,而石蠟深加工產(chǎn)品市場(chǎng)潛力巨大。面對(duì)為了突出主要矛盾,采用主成分分析的方法8。X這種現(xiàn)狀我們有必要進(jìn)-步開展石蠟產(chǎn)品深加工=(X1.X2..,X18)T是18x15的樣本觀測(cè)矩陣,的研發(fā)。研究添加劑對(duì)石蠟物理性能改變規(guī)律通其中的18行分別表示18種添加劑,15 列分別表示過添加能與石蠟互溶的蠟添加劑來改善石蠟的物理15個(gè)原料蠟在添加劑的作用下的指標(biāo)變量。首先性能。通過建立主成分分析和聚類分析的統(tǒng)計(jì)模計(jì)算樣本相關(guān)系數(shù)矩陣的前3個(gè)特征根及貢獻(xiàn)率型我們將產(chǎn)源不同的動(dòng)物蠟、植物蠟、礦物蠟和合(見表1)成蠟等根據(jù)它們作為添加劑所表現(xiàn)出的對(duì)原料蠟表1 樣本相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值及貢獻(xiàn)率(例如58#全煉蠟)物理性質(zhì)的改變趨勢(shì)不同而分為Table 1 Eigenvalues and contribution rate of sample若干不同的族、類,在同--族、類中添加劑對(duì)蠟可以related coefficient matrix有相同或相近的物理改性作用。主分量特征值差值貢獻(xiàn)率累計(jì)貢獻(xiàn)率第一主成分7.3558 4. 13270. 490 40.49041添加劑的選擇及特征變量確定第二主成分3.2231 1.631 20.21490.705 3選擇礦物蠟( 1#~3# )聚乙烯蠟( 1#~2# )第三主成分1.591 90.2776 0.1061 0.811 4EVA蠟1#~4# )合成樹脂(1#~2# )合成蠟1#中國(guó)煤化工~2# )植物蠟1#~3# )和動(dòng)物蠟1#~2# )共計(jì)18TYHcNMHG主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到0.811 4 ,可以盡可能多地保留原來15個(gè)收稿日期2004-07- 17變量的信息并且它們還不相關(guān)。接下來我們計(jì)算作者簡(jiǎn)介路宏( 1981- )女遼寧朝陽市在讀碩士。.基金項(xiàng)目:中油股份集團(tuán)基金資助項(xiàng)目( 010305-01 )。樣本相關(guān)系數(shù)矩陣的特征向量及原變量的因子得分*通訊聯(lián)系方數(shù)據(jù)(見表2)84石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)第18卷由表2可以看出,第一主分量的針入度變量的分量的運(yùn)動(dòng)粘度變量的因子得分都在0.5以上可因子得分多數(shù)都在0.3以上,僅有25 C針入度1%以表征粘度的描述因子;第三主分量的滴熔點(diǎn)變量和37.8 C針入度1%小于0.3 ,說明添加量較少且的因子得分都在0.3以上,可以表征溶點(diǎn)的描述因溫度較低時(shí)對(duì)硬度的影響較小,而添加量增大時(shí)對(duì)子。表3給出了18種添加劑的各描述因子得分。硬度的影響較大可以作為硬度的描述因子第二主表2樣本相關(guān)系數(shù)矩陣的特征向量及原變量的因子得分Table 2 Eigenvector sample related coefficient matrix and score of former variable編號(hào)原變量第一主成分得分第二主成分得分 第三主成分得分滴溶點(diǎn)1%-0.1780-0. 19400.3645滴溶點(diǎn)5%-0.204 4- 0.22640.5438滴溶點(diǎn)10%0.2096- 0.222 20.526 2運(yùn)動(dòng)粘度1%- 0.088 70.506 20.195 15運(yùn)動(dòng)粘度 5%- 0.07000.525 80.1749運(yùn)動(dòng)粘度10%-0.065 50.51630.167 325 C針入度1%0.1342-0.006 8- 0.026425C針入度5%0.317 00.066 50.089 8925C針入度10%0.32290.027 4-0.01581037.8 C針入度1%0.233 70.173 10.277 71137.8 C針入度5%0.337 90.047 40.226 21237.8 C針入度10%0.351 2-0.011 60.164513 43.3 C針入度1%0.3492-0.104 3.0.121 71443.3 C針入度5%0.337 8- 0.084 20.101 3I543.3 C針入度10%0.338 5-0.0839.0.0920.注:原變量中1%、5%和10%表示添加劑添加量。表318 種添加劑的各描述因子得分Table 3 The score of each addictive factor添加劑第一主分量(硬度因子)第二主分量( 粘度因子)第三主分量( 溶點(diǎn)因子)礦物蠟1#-0.8469-0.365 3-2.0456礦物蠟2#1.116 3-0.808 7- 1.3809聚乙烯1#0.8829-1.071 51.295 1聚乙烯2井- 1.647 4-0.261 91. 9399EVA1#0.136 31.88900.505 7EVA2#0.450 72. 360 80.162 8EVA3#-1.907 3中國(guó)煤化工1.085 3EVA4#-0.372 6-0.611 2MYHCNMHG.合成樹脂2#5.411 60.318 10.629 10合成蠟2#1.644 7-1.885 12.0344合成樹脂1#5.4669-0.727 50.6556萬萬數(shù)據(jù)第1期路宏等. 添加劑對(duì)石蠟物理改性的分類研究35續(xù)表3編號(hào)添加劑第一主分量(硬度因子)第二主分量(粘度因子)第三主分量(溶點(diǎn)因子)動(dòng)物蠟2#1.785 4- 0.287 9-0.8827.13植物蠟2#4.255 9-0.435 8.-0.264814植物蠟1#-3.8784- 1.574 40.108915合成蠟1#-2. 4964-1.501 3.1.53200植物蠟3井0.369 9-0.399 9- 1.399 5動(dòng)物蠟1#-0.9238-0.5598-1.807 818礦物蠟3#-3.1859- 1.104 3-0.5449通過各描述因子的得分將添加劑對(duì)石蠟的物理綜合.上述結(jié)果可以得到添加劑對(duì)蠟物理改性作改性分為三級(jí)(作用強(qiáng)度(見表4)用的分族、分類如下:表4各描述因子的( 作用強(qiáng)度分級(jí)A族包括合成樹脂2#、合成樹脂1#、植物蠟.Table 4 The classify of each factor intensity2# ,它們的共同特點(diǎn)是在添加劑下硬度因子的強(qiáng)度因子-級(jí)得分范圍二級(jí)得分范圍三級(jí)得分范圍都為三級(jí)粘度因子的強(qiáng)度都為一級(jí)滴點(diǎn)因子的強(qiáng)硬度<-1.6(-1.62)>2度都為二級(jí)。.粘度<0 .(0 A)>4A族又可以分為兩類:一類是合成樹脂1#和合成樹脂2#，從樹形圖滴點(diǎn)<-0.1(-0.1 1 )>1上看,它們的接近程度更好,從因子得分看,硬度和滴熔點(diǎn)的作用更加接近;另一類是植物蠟2#,它的硬度和滴點(diǎn)的作用強(qiáng)度都略低于前一類。3可變類平均法的主成分聚類模B族包括礦物蠟1#、動(dòng)物蠟1#、 礦物蠟2#、植刑[9]物蠟3#、聚乙烯1#、動(dòng)物蠟2#、EVA1#、EVA4#、使用可變類平均法( fexible - beta method )得到EVA2#、聚乙烯2#、合成蠟2#、合成蠟1#、植物蠟添加劑對(duì)蠟的特征指標(biāo)影響的聚類樹狀圖如圖1所1#、礦物蠟3#、EVA3#。它們的共同特點(diǎn)是在添加劑下硬度因子的強(qiáng)度都為一-級(jí)或二級(jí)。B族又可以分為三類:第一-類是礦物蠟1#、動(dòng)物蠟1#、礦物蠟2#、植礦物蠟2"°物蠟3#、聚乙烯1#、動(dòng)物蠟2#、EVA1#、EVA4#和植物蠟3"_聚乙烯1#EVA2#。它們的共同特點(diǎn)是在添加劑下硬度因子動(dòng)物蠟2*EVA1的強(qiáng)度都為二級(jí)。EVA4*B族第一類中又可分為3個(gè)小類:礦物蠟1#、EVA2*動(dòng)物蠟1#、礦物蠟2#和植物蠟3#可以歸為第一小合成蠟2#合成蠟1*類,它們的粘度因子為-級(jí)、滴點(diǎn)因子為一級(jí)。其中礦物蠟1#與動(dòng)物蠟1#各項(xiàng)特征指標(biāo)的變化率的相合成樹脂2"似程中國(guó)煤化工物蠟2#的各項(xiàng)特征指合成樹脂1*植物蠟2*標(biāo)的MHCNMHG交接近。聚乙烯1#、動(dòng)0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5物蠟2#可以歸為第二小類,它們的硬度因子為二Fig.1 The factor quota of addictive - wax efTect the級(jí)粘度因子為一級(jí)。EVA1#、 EVA2#、EVA4#可graphic of cluster analysis tree圖1添加劑對(duì)蠟的特征指標(biāo)影晌的降類樹狀圖以歸為第三小類,它們的硬度因子和粘度因子都為二級(jí)。86石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)第18卷第二類是聚乙烯2#、合成蠟2#、合成蠟1#、植為在添加劑下硬度因子為一級(jí),但它的粘度因子與物蠟1#、礦物蠟3#、EVA3#。它們的共同特點(diǎn)是滴點(diǎn)因子都為三級(jí)特別是粘度的變化是所有添加在添加劑下硬度因子和粘度因子都為一級(jí)。劑中最快的，從某種意義上講(按粘度因子分族)B族第二類中又可分為兩個(gè)小類:聚乙烯2#、EVA3#可以單獨(dú)的分為一族。合成蠟2#和合成蠟1#可以歸為第一小類,它們的上述分類結(jié)果是以石蠟在添加劑的作用下物理.滴點(diǎn)因子的強(qiáng)度都為三級(jí)。其中合成蠟1#與合成性質(zhì)的改變趨勢(shì)為依據(jù)，并且首次給出了蠟在添加蠟2#的各項(xiàng)特征指標(biāo)的變化率的相似程度要好-劑的作用下物理性質(zhì)改變的作用強(qiáng)度提法在新產(chǎn)些植物蠟1#、礦物蠟3#可以歸為第二小類,它們品的開發(fā)與研制中可以根據(jù)最終產(chǎn)品的物理性質(zhì)需的滴點(diǎn)因子的強(qiáng)度為二級(jí)。求選用不同的、有針對(duì)性的添加劑進(jìn)行配方。EVA3#在B族中可以獨(dú)立的作為第三類。因參考文獻(xiàn)[1] M弗羅因德.石蠟產(chǎn)品的性質(zhì)、生產(chǎn)及應(yīng)用[ M]第1版.北京:中國(guó)石化出版社1988.[2] DU Ying杜郢), MIAO Tian-j(苗天楫)JU Li- xu(具禮會(huì)) Study on crrelation between composition and ferformanceof waxe( I X石蠟組成與使用性能的相關(guān)性研究I )[J] Acta. petrolei sinica ,1993 9(3 )98- 105.[3] DU Ying杜郢) ,MIAO Tian-j(苗天楫),JULi- hu(具禮會(huì)). 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