快速鑒別車用汽油清凈劑主劑及清凈性研究

(.成都產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院有限責(zé)任公司，四川成都，6000；.四川省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)院，四川成都，6000；.國(guó)家石油天然氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，四川成都，6000；.甲骨文(中國(guó))軟件系統(tǒng)有限公司，四川成都，6000)

快速鑒別車用汽油清凈劑主劑及清凈性研究

陳思1吳宇2毛佳偉3王棟4
(1.成都產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院有限責(zé)任公司，四川成都，610100；2.四川省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)院，四川成都，610100；3.國(guó)家石油天然氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，四川成都，610100；4.甲骨文(中國(guó))軟件系統(tǒng)有限公司，四川成都，610100)

用中紅外光譜儀對(duì)市場(chǎng)上的胺類汽油清凈劑進(jìn)行檢測(cè)，給出了18個(gè)汽油清凈劑的紅外光譜圖，通過特征峰分析得出了其主劑成分。利用化學(xué)發(fā)光法和模擬進(jìn)氣閥沉積物分析法對(duì)其中5個(gè)汽油清凈劑進(jìn)行了總氮含量和沉積物下降率的測(cè)定。本文給出了不同主劑物質(zhì)的識(shí)別原則。結(jié)果表明當(dāng)主劑含有其中之一或者其復(fù)合物時(shí)，有優(yōu)良的清凈效果，當(dāng)特征峰不明顯且不含氮的汽油清凈劑為劣質(zhì)的胺類清凈劑，無明顯的清凈作用。

胺類清凈劑 紅外光譜 聚醚胺 聚異丁烯胺 聚異丁烯苯酚曼尼希堿

汽油清凈劑，俗稱燃油寶，是添加在車用汽油中用來抑制燃油系統(tǒng)內(nèi)部沉積物的生成的一種具有清凈、分散、抗氧和防銹性能的復(fù)合汽油添加劑。汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒不完全會(huì)形成積炭，從而影響汽油的燃燒效率和汽車行駛速度，同時(shí)提升汽油的油耗，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，并造成環(huán)境污染?，F(xiàn)在車用汽油清凈劑多為胺類清凈劑，其主要成分有主劑聚異丁烯胺、聚醚胺、聚異丁烯苯酚曼尼希堿和載體油(礦物油、聚烯烴或聚醚合成油)，還包含抗氧化劑、抗乳化劑、防銹劑、減磨劑等其他添加劑[1]。其中主劑作為車用汽油清凈劑的有效成分，對(duì)其清凈性能起著決定性的作用。

而市場(chǎng)上銷售的燃油寶產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，有的有效成分含量極低，有的甚至不含有效成分，大部分都是載體油，以次充好，并未起到清凈作用，有的甚至導(dǎo)致汽車管路受損，尾氣排放加重，而目前我國(guó)并未對(duì)清凈劑主劑進(jìn)行檢測(cè)分析，以及建立主劑成分與清凈性的相關(guān)性。中紅外光譜吸收法是近年來發(fā)展起來的一種快速分析方法[2]，是目前常見結(jié)構(gòu)分析手段之一，它是由于化合物分子中化學(xué)鍵的震動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷而產(chǎn)生的，可以通過該技術(shù)對(duì)主劑成分進(jìn)行分析，結(jié)合化學(xué)發(fā)光法對(duì)含氮量進(jìn)行檢測(cè)，通過測(cè)定車用汽油清凈劑的模擬進(jìn)氣閥沉積物下降率，探索汽油清凈劑主劑與清凈性能的相關(guān)性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

1.1.1 中紅外光譜儀

日本島津公司IR Affinity-1傅里葉中紅外光譜儀，帶有紅外光源，快速傅里葉變換FTIR模塊，5mL注射器。

用注射器將車用汽油清凈劑注入樣品池中，確保樣品池中無氣泡，然后掃描得到各種車用汽油清凈劑樣品的中紅外光譜圖。紅外光譜儀掃描參數(shù)為：樣品池厚度0.025 mm，波數(shù)掃描范圍4000～400cm-1，掃描次數(shù)3次。

1.1.2 總氮分析儀

德國(guó)PhotonLab 氮硫測(cè)定儀，載氣氬140mL/min，載氣氧20mL/min，裂解氧450mL/min，臭氧50mL/min，進(jìn)樣量10μL。

1.1.3 模擬沉積物進(jìn)氣閥下降率測(cè)定儀

L-2汽油機(jī)進(jìn)氣閥沉積物模擬試驗(yàn)機(jī)，噴油時(shí)間75min，試驗(yàn)時(shí)間85min，試驗(yàn)溫度174℃。

1.2 實(shí)驗(yàn)樣品

收集18個(gè)市售車用汽油清凈劑作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2 結(jié)果與討論

2.1 特征峰的識(shí)別

車用汽油清凈劑是由主劑和載體油構(gòu)成，現(xiàn)在市場(chǎng)上大部分的車用汽油清凈劑所使用的主劑是聚乙丁烯胺、聚醚胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿。載體油一般是溶劑油、航空煤油和聚醚合成油。

聚醚胺的特征峰包括：1110 cm-1, 1247cm-1和1511cm-1；聚異丁烯胺的特征峰為1230cm-1；聚異丁烯苯酚曼尼希堿的特征峰為1608cm-1[3]。

2.2汽油清凈劑的紅外譜圖

圖1 18個(gè)樣品的中紅外光譜圖

圖2 主劑為聚醚胺的汽油清凈劑中紅外光譜圖

圖3 主劑為聚異丁烯胺和聚醚胺與聚異丁烯苯酚曼尼希堿二元復(fù)合物的汽油清凈劑中紅外光譜圖

圖4 主劑為聚醚胺和聚異丁烯胺二元復(fù)合物的汽油清凈劑中紅外光譜圖

圖5 主劑為聚醚胺、聚異丁烯胺復(fù)合物和聚異丁烯苯酚曼尼希堿三元復(fù)合物的汽油清凈劑中紅外光譜圖

圖6 主劑不含聚醚胺、聚異丁烯胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿的汽油清凈劑樣品2165

圖1是18個(gè)樣品的中紅外光譜圖，含不同主劑的樣品特征峰各異。在圖2中，汽油清凈劑2161、2164、2166、2207的紅外光譜圖中特征峰為1110cm-1,1511cm-1和1247cm-1，表明這4個(gè)汽油清凈劑的主劑為聚醚胺。在圖3中，汽油清凈劑2169在1230cm-1處有特征峰，在1511cm-1和1608cm-1處都沒有特征峰，表明這兩種清凈劑主劑中只含有聚異丁烯胺，樣品2204和2206的紅外光譜圖中特征峰有1110cm-1,1511cm-1和1247cm-1，表明主劑是聚醚胺，除此之外，在1608cm-1處還有個(gè)特征峰，表明主劑中還含有聚異丁烯苯酚曼尼希堿，是二元復(fù)合物。在圖4中，樣品2163、2167、2171、2199、2201在1110cm-1,1511cm-1和1247cm-1和1230cm-1處有特征峰，表明主劑是由聚醚胺和聚異丁烯胺兩種物質(zhì)復(fù)合而成。在圖5中，樣品2170、2173、2177、2198、2336在1110cm-1,1511cm-1、1247cm-1、1230cm-1和1608cm-1都有特征峰，表明主劑中含有聚醚胺、聚異丁烯胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿三種物質(zhì)，是三種物質(zhì)復(fù)合而成。在圖6中，汽油清凈劑2165在1110cm-1和1247cm-1有特征峰，但是在1511cm-1處沒有特征峰，表明其不含有聚醚胺；同時(shí)，1608cm-1和1230cm-1處也未見特征峰，表明其中不含有聚異丁烯胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿。在1110cm-1處有陡而強(qiáng)的特征峰，是由C-O-C基團(tuán)引起的，表明其中含有大量的聚醚物質(zhì)。

2.3汽油清凈劑總氮含量和模擬進(jìn)氣閥沉積物下降率

如表1,汽油清凈劑2165中不含氮，模擬進(jìn)氣閥沉積物下降率為17.7%，清凈效果不明顯，結(jié)合其紅外光譜圖(如圖6)，表明，該樣品中含有大量的聚醚合成油，但沒有具有清凈作用的主劑，所以無明顯的清凈效果。

樣品2207的主劑為單一的聚醚胺，進(jìn)氣閥沉積物下降率為83.5%，2167的主劑為聚醚胺和聚異丁烯胺的二元復(fù)合物，進(jìn)氣閥沉積物下降率為83.5%，兩個(gè)樣品氮含量差別不大，特征峰面積和峰高類似，所以清凈性能相似。2198和2170的主劑為聚醚胺、聚異丁烯胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿復(fù)合而成，在紅外光譜圖中(如圖5)可以得到，樣品2170在1110cm-1,1511cm-1、1230cm-1、1247cm-1和1608cm-1的五個(gè)特征峰的峰高和峰面積都大于樣品2198在同樣位置特征峰的峰高和峰面積，即樣品2170的主劑含量高于2198的主劑含量，結(jié)合表1中樣品2170的模擬進(jìn)氣閥沉積物下降率明顯優(yōu)于樣品2198，可以得出2170因?yàn)橹鲃┖?聚醚胺、聚異丁烯胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿含量)高于樣品2198，所以清凈性能更加優(yōu)越。

表1 樣品的總氮含量和模擬進(jìn)氣閥沉積物下降率

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用紅外光譜法、化學(xué)發(fā)光法和模擬進(jìn)氣閥沉積物分析法對(duì)市面上18個(gè)車用汽油清凈劑進(jìn)行檢測(cè)，得出以下結(jié)論：

(1)主劑物質(zhì)的識(shí)別原則，通過紅外光譜的特征峰識(shí)別，聚醚胺的特征峰包括：1110 cm-1, 1247cm-1和1511cm-1；聚異丁烯胺的特征峰為1230cm-1；聚異丁烯苯酚曼尼希堿的特征峰為1608cm-1。根據(jù)紅外光譜圖中特征峰的識(shí)別，本實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)樣品主劑為聚醚胺，1個(gè)為聚異丁烯胺，5個(gè)為聚醚胺和聚異丁烯胺的復(fù)合物，2個(gè)為聚醚胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿的復(fù)合物，5個(gè)為聚醚胺、聚異丁烯胺和聚異丁烯苯酚曼尼希堿的三元復(fù)合物。1個(gè)樣品無明顯特征峰且不含氮，為劣質(zhì)的汽油清凈劑。

(2)主劑含量高且多元復(fù)合的車用汽油清凈劑清凈性能較優(yōu)。

[1] 張金龍,許寧,徐建良.聚醚胺類汽油清凈劑應(yīng)用研究[J].廣東化工,2011，38(9)：47-48，79.

[2] 毛佳偉,郭樺,鄒勇.中紅外光譜法快速測(cè)定汽油中的甲縮醛[J].化工時(shí)刊，2014,28(2)：32～33.

[3] 徐玲,任成龍.中紅外光譜法快速鑒別車用汽油清凈劑的清凈性能[J].廣東化工,2017,351(44)：106-111，13.

TheReaserchofRapidIdentificationoftheMainAgentandPurificationofVehicleGasolineDetergent

ChenSi1,WuYu2,MaoJiawei3，WangDong4
(1.ChengduProductsQualityInspectionInstituteCo.,Chengdu610100,Sichuan,China; 2.SichuanInstitutionofProductQualitySupervision&Insection,Chengdu610100 ,Sichuan,China; 3.ChinaNationalQualitySupervision&InspectionCenterForPetrolemandNaturalGas,Chengdu610100,Sichuan,China; 4.Oracle(China)SoftwareSystemsCO.,Ltd. ,Chengdu610100 ,Sichuan,China)

The main agent components of 18 gasoline detergents were obtained through the analysis of the characteristic peak ofthe infrared spectrogram. The value of total nitrogen content and simulated inlet valve sediment drop rate of 5 gasoline detergents, which were determined by chemiluminescence and simulated inlet valve sediment test method.This paper presents the principle of recognition of main agent in the gasoline detergents. The results give the gasoline detergents has a good clean effect when it contents one or more kinds of main agent, but it has no effect when the characteristic peak of the infrared spectrogram of gasoline detergent is not obvious and the nitrogen content of which is none.

amine detergent; infrared spectrum; polyether amine; polyisobutylene amine; polyisobutylene phenol mannichine

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