خواص فیزیکی قیر در واقع تابعی است از اجزاء متشکله یا ساختمان شیمیایی آن . شیمی قیر را میتوان در دو سطح ملکولی و بین ملکولی ( ریز ساختار ) بررسی نمود .

1- سطح ملکولی

قیر مخلوط پیچیده ای از هیدروکربنهای با نقطه جوش بالا می باشد . بطور کلی قیر را میتوان شامل اجزاء آلیفاتیک ها ( واکسها ) ، آروماتیک ها و ملکولهایی که مخلوطی از هر دو می باشند ، دانست.

گروه دیگری از ملکولها از واکنشهای نظیر اکسیداسیون و یا غیره در قیر بوجود می آیند . بطور مثال ، انواع مشخصی از کربنهای قیری مستعد اکسیداسیون هستند که کربنهای آلیفاتیک کنار یک حلقه آروماتیکی تحت عنوان بنزیل کربن مثال خوبی برای ملکولهای مستعد اکسیداسیون می باشند . این موقعیت ها پس از اکسیداسیون به یک کتون تبدیل شده و در اثر اکسیداسیون بیشتر تبدیل به یک اسید کربوکسیلیک شده و قسمتی از ملکول جدا می شود . اسید کربوکسیلیک موجود در نفت خام یا اسیدی که بدین طریق بدست می آید ممکن است به نمک های سدیم یا کلسیم تبدیل شوند .

گروه مهم دیگری که در پیر شدن قیر مهم می باشند ، کینولین ها ، ترکیبات سولفوردار می باشند .

مواد دیگری که در قیر یافت می شوند ارگانومتال ها ( Organometallic  materials ) هستند که شامل فلزاتی نظیر وانادیم ، نیکل ، آهن و غیره می باشند .

2- سطح بین ملکولی

مهمترین عامل در برهمکنش بین ملکولها ، قطبیت ملکولها می باشد. همه هترواتمها سبب بوجود آمدن ملکولهای قطبی می شوند. همچنین محصولات حاصل از اکسیداسیون نیز همگی قطبی هستند . قطبیت از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا سبب می شود که ملکولها به سمت آرایشات خاصی سازماندهی شوند . تشکیل مایسلها ، کلوئیدها و بسیاری موارد دیگر از این نوع هستند . جذب یک ملکول قطبی به دیگری سبب جدایش بار آنها و آرایش یافتگی مولکولی می شود که از لحاظ ترمودینامیکی پایدارتر است. بدین ترتیب ، تعدادی از این ملکولها ، ساختارهای سه بعدیی را که دارای پیوندهای بین ملکولی هستند تشکیل می دهند که به آنها مایسل یا کلوئید گفته می شود . در حالیکه اینها یک مایسل حقیقی نبوده و مجموعه ای از ملکولهای سازمان یافته می باشد . این ساختارهای بوسیله نیروی الکترواستاتیکی و دیگر نیروهایی که نسبت به نیروهای کووالانسی بسیار ضعیف تر هستند ، نگه داشته می شوند . این ساختارها باعث تغییراتی در خواص فیزیکی قیر می شوند بطوریکه وقتی ملکولها به صورت اتفاقی باشند به آسانی در اطراف یکدیگر حرکت می کنند . ولی وقتی ملکولها آرایش یافته باشند ملکولها در برابر حرکت و تغییر شکل مقاومت از خود نشان میدهند . بعبارتی ساختار قیر سفتتر و ویسکوزتر میشود . توانایی تشکیل این نوع ساختارها به استحکام پیوند ، نوع ، تعداد و موقعیت گروههای قطبی دارد .

ساختمان کلوئیدی قیر

معمولا قیر از یک سیستم کلوئیدی ، شامل میسل ها معلق آسفالتن با وزن ملکولی زیاد در یک محیط روغنی شکل مالتن با وزن ملکولی کمتر ، تشکیل شده است . در حضور مقدار کافی رزین ها و آروماتیک ها ، قدرت آسفالتن از نقطه نظر تحرک در قیر بیشتر شده که در این حالت به قیر نوع سل یا محلول گفته می شود . اگر نسبت جزء رزین / آروماتیک در قیر به اندازه کافی نباشد، میسل ها به اندازه کافی در قیر محلول نیستند که در این صورت این قیرها به نام ژل یا قیرهای نوع ژلاتینی معروف هستند . از جمله قیرهای اکسید شده که برای سقف بام مورد استفاده قرار می گیرند از این جمله اند .

رفتار کلوئیدی قیرها به مقدار آسفالتن و درجه حرارت بستگی دارد که این امر در گرانروی سیستم اثرات زیادی دارد و زمانیکه درجه حرارت قیر را بالا می بریم  ، این اثرات با افزایش درجه حرارت کاهش می یابد و ژل از بین می رود .

طبقه بندی و نامگذاری قیرها

1- قیرهای جامد، درجه بندی نفوذی ( Penetration Grade )

قیرهایی که مستقیماً از برج تقطیر در خلاء در  پالایشگاه به دست آمده است یا مختصری مورد فرآیند هوادهی ( Blowing )  قرار گرفته است ، بنام قیرهای رده Pen  نامیده شده  و نامگذاری آنهابر اساس بازه ای است که Pen  قیر مابین آن قرار می گیرد . (بعنوا ن مثال قیر 70/60 قیری است که درجه نفوذ آن بین 60 تا 70 باشد.)   قیرهای نرمتر که دارای درجه نفوذ بیشتری هستند (درجه نفوذ 60 تا 300 ) از تقطیر نفت خام و قیرهایی که دارای درجه نفوذ کمتری هستند ( درجه نفوذ 10 تا 60 ) از هوا دادن به قیر های  فوق به دست می آیند.  محصولاتی که مستقیما از تقطیر نفت خام در ایران تولید می شوند عبارتند از :

70/60 ، 100/85 ، 150/130 ، 200/180 ، 250/220 ، 320/280

و قیرهایی که با هوا دادن به یکی از قیرهای فوق بدست می آیند عبارتند از :

20/10 ، 30/20 ، 40/30 ، 50/40 ، ( در بعضی موارد 70/60 )

اعداد مذکور مشخص کننده درجه نفوذ قیر می باشند .

2- قیرهای دمیده یا اکسیده شدنه( Rubbery Grade / R Grade )

این محصولات از اکسیده شدن مخلوطی از قیرهای نرم با مواد روغنی سنگین بدست آمده اند.

قیرهای تولیدی پالایشگاه را که در دمای محیط بصورت مایع و نیمه جامد  هستند ، تحت فرآیند هوادهی به قیرهای ردهPen  برای مصارف راهسازی و یا قیرهای جامد رده " R   " برای مصارف عایق و پوشش بام و غیره تبدیل می کند .

برای نامگذاری قیرهای رده R   از چپ به راست پس از حرف " R "  ابتدا نقطه نرمی ( SP ) و سپس درجه نفوذ پذیری ( Pen ) را می نویسند. مانند قیرهای  50/90  و 25/85

3- قیرهای رده گرانروی( Viscosity Grade )

اخیرا متخصصان فن اعلام کرده اند که گرانروی ، بیش از دو مشخصه متداول دیگر یعنی  SP و Pen  می تواند معرف خواص قیر باشد . از این رو طبقه بندی جدیدی بر اساس گرانروی ارائه نموده اند و از کد  AC – 25  تا  AC – 40  برای دسته بندی خواص قیری استفاده نموده اند .

4- رده بندی قیرها بر اساس درجه کارآیی ( PG)

در سیستم جدید شارپ ، قیرها را بر اساس میزان درجه کارآیی آنها رده بندی می کنند .

از جمله قیرهایی که در پالایشگاههای کشور تولید می شوند ، می توان قیرهای زیر را نام برد :

ته مانده برج تقطیر در خلاء  ( Vacuum Bottom ) ( VB )

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: