生物柴油对氟橡胶的影响范文

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摘要：

实验通过静态浸渍法，浸渍60天，研究菜籽油生物柴油(RME)、棉籽油生物柴油(CSME)及其与0#柴油(0PD)的调合油以及添加抗氧化剂后的生物柴油对氟橡胶腐蚀性的作用。结果表明：生物柴油与0#柴油的调合以及添加抗氧化剂都可以改善生物柴油对橡胶的腐蚀性，两者对氟橡胶的影响具有加和作用。

关键词：

生物柴油；橡胶；溶胀腐蚀；抗氧化剂

生物柴油即脂肪酸甲酯，是指由大豆油、菜籽油等植物油或者动物脂肪等油脂类物质经酯转化而得到的有机脂肪酸酯类物质。它是一种含氧清洁燃料属于可再生能源的一种，是目前国内外兴起的一个新的研究领域[1]，受到人们的广泛关注。但生物柴油因受各方面性质的影响，在实际利用中存在很多问题。比如生物柴油在组成成分上与石化柴油有很大差异，含有大量不饱和脂肪酸，所以氧化安定性相对石化柴油而言比较差[2]。因此生物柴油在储存和使用过程中，容易外界因素的影响而发生氧化变质，而且生物柴油较差的氧化安定性对橡胶材料也会产生一定的影响。但发动机燃料供应系统中许多部件都是由橡胶、塑料制成的。生物柴油中的大量不饱和组分，在高温条件下进入曲轴箱后易发生热氧化，诱导发动机油变质，导致发动机油胶质增多、腐蚀性增大、清净分散性变差，甚至引起燃料系统结胶、过滤器和喷油嘴堵塞等问题[3-5]，从而严重影响了生物柴油的实际利用，同时所以有必要进行生物柴油橡胶腐蚀性有关实验，以检验生物柴油对橡胶和塑料部件的腐蚀作用，从而确定生物柴油更好的利用方法。

1实验材料和方法

实验选用了耐油、耐热、耐溶剂、耐强氧化性的氟橡胶，参照国际标准GB/T5720-2008《O形橡胶密封圈实验方法》进行实验测量。实验评价生物柴油氧化安定性的方法采用的是欧洲各国及国际标准化组织所用标准方法EN14112法。其中油品对橡胶的腐蚀实验采用的是静态浸渍法。文中C50050代表CSME与0PD体积比为50∶50，R50050代表是RME与0PD体积比为50∶50。实验仪器：电子天平、干燥箱、游标卡尺。数据处理时需要的计算公式定义如下：质量变化率为：Δm=(mt-m0)m0×100%内外径变化率为：ΔD=(Dt-D0)D0×100%

2结果与讨论

2.1纯生物柴油对氟橡胶的影响

图1为氟橡胶在RME、CSME以及0PD中浸泡后的质量变化。由图中可以看出，在三种柴油中浸渍后的橡胶圈质量都会呈现增大的趋势，其中变化趋势大小为：CSME＞RME＞0PD。其中RME、CSME的变化趋势都远大于0PD。

2.2生物柴油调合油对氟橡胶的影响

图2、图3为分别氟橡胶圈在RME、CSME以及他们与0#柴油调合后的生物柴油中浸泡后的质量变化。从图中可以看出生物柴油与0PD不同比例的调合对氟橡胶质量变化率影响不同，而且与0PD柴油添加的比例的关系是非线性，可能存在最适调合比例。

2.3添加抗氧化剂的生物柴油对氟橡胶的影响

由图4可以看出，RME、CSME添加抗氧化剂后对氟橡胶质量的影响变小，而且可以看出RME、CSME对其影响的质量变化率增长趋势大小为：CSME＞RME。由图5可以看出，在生物柴油调合油中添加抗氧化剂后，氟橡胶的质量变化率明显降低，而且C50050添加抗氧化剂后，氟橡胶质量变化率降低的尤为明显。图6是两种生物柴油及其调合油添加抗氧化剂后对氟橡胶的质量作用。从图中可以看出添加抗氧化剂的调合油对氟橡胶质量的影响要低于原油添加抗氧化剂。从添加抗氧化剂后的作用变化来看尤为明显。

2.4生物柴油对氟橡胶内外径的影响

从表1可以看出，在0PD中浸渍后的O型氟橡胶圈的内外径变化率要远远低于在RME、CSME中浸渍的O型氟橡胶橡胶圈的内外径变化率，RME、CSME对氟橡胶橡胶圈内外径影响都较大。但是，与0PD调合后或者添加抗氧化剂后，内外径的变化率都变低，而且向调合油中添加抗氧化剂后，内外径变化率更加低。

3结论

(1)生物柴油对氟橡胶的腐蚀性较大，添加抗氧化剂或者与0PD调合后的生物柴油对氟橡胶的腐蚀性明显降低，因此在实际使用中可以通过添加抗氧化剂或者与0PD调合使用来降低生物柴油对氟橡胶的腐蚀性。而且这两种作用具有加和性，可以结合利用。

(2)生物柴油与0PD不同比例的调合后氟橡胶腐蚀性作用不同，且存在最佳调合比例。掌握这种调合比例可以使生物柴油在实际使用中性能更完善，所费成本更低。

(3)对抗氧化剂TBHQ来说，其对CSME起到的作用更加明显。说明抗氧化剂存在一定的选择性，在生物柴油的实用过程中，找到合适的抗氧化剂能大大改善生物柴油的性能。

参考文献：

[2]徐鸽，邬国英，余娟．生物柴油的氧化安定性研究[J]．化工新型材料，2004，32(2)：29-31．

[3]王江薇，杨湄，刘昌盛，等．生物柴油氧化稳定性研究[J]．中国油料作物学报，2007，29(1)：74-77．

[4]苏成帅，李法社，李明，等．10种抗氧化剂在生物柴油中的抗氧化和油溶性能研究[J]．中国粮油学报，2015，30(5)：53-57．

作者:董莉 祝炳川 王晓祁 胡春波 殷楠 陈秀 单位:安徽理工大学化学工程学院