Długość łańcucha węglowego jest jednym z parametrów pozwalających określić charakter oleju technologicznego, izoparafiny, rozpuszczalnika węglowodorowego czy innego płynu specjalnego. Oznaczenia takie jak C9–C11, C10–C13, C15–C20 czy C20–C30 informują, z jakiej wielkości cząsteczek węglowodorowych składa się dana frakcja.

Znajomość zakresu długości łańcucha węglowego może być bardzo pomocna przy doborze produktu do konkretnej aplikacji oraz podczas poszukiwania zamiennika stosowanego wcześniej oleju lub płynu technologicznego.

Nie jest to jednak jedyny parametr, który należy brać pod uwagę. Dwa produkty o zbliżonym zakresie liczby atomów węgla mogą różnić się budową cząsteczek, lepkością, temperaturą wrzenia, szybkością odparowania czy zawartością struktur cyklicznych.

Dlatego warto wiedzieć, co dokładnie oznacza długość łańcucha węglowego i jak interpretować oznaczenia Cx–Cy stosowane przez producentów płynów specjalnych.

Co oznacza długość łańcucha węglowego?

Większość olejów technologicznych i płynów węglowodorowych nie jest pojedynczą substancją chemiczną. Są to mieszaniny wielu różnych węglowodorów.

Litera C oznacza w tym przypadku liczbę atomów węgla znajdujących się w cząsteczce.

Przykładowo:

• C10 oznacza cząsteczkę zawierającą 10 atomów węgla,
• C16 – 16 atomów węgla,
• C20 – 20 atomów węgla.

Jeżeli producent podaje zakres C10–C13, oznacza to, że produkt jest związany z frakcją węglowodorową obejmującą cząsteczki posiadające około 10–13 atomów węgla.

W dokumentacji technicznej można spotkać również określenia takie jak Carbon Chain Length, Carbon Number Range, Carbon Number Distribution czy HSPA Carbon Chain Length.

Nie zawsze oznaczają one dokładnie to samo. Dlatego porównując dwa produkty, należy sprawdzić sposób, w jaki producent określił zakres C.

CZYTAJ RÓWNIEŻ: Rodzaje i podstawowe parametry odaromatyzowanych węglowodorów stosowanych w przemyśle

Jak długość łańcucha węglowego wpływa na właściwości płynu?

Wraz ze wzrostem liczby atomów węgla zmieniają się właściwości fizyczne węglowodorów.

W dużym uproszczeniu:

krótszy łańcuch węglowy = lżejszy i bardziej lotny produkt,

natomiast:

dłuższy łańcuch węglowy = cięższy i zazwyczaj mniej lotny produkt.

Dlatego frakcje C8–C10 są zupełnie inną grupą produktów niż płyny C16–C20 lub ciężkie oleje składające się z węglowodorów C25+.

Orientacyjny podział wygląda następująco:

Długość łańcucha węglowego	Typowa charakterystyka i grupa produktów
C7–C9	bardzo lekkie płyny węglowodorowe, szybko odparowujące izoparafiny
C9–C13	benzyny bezaromatyczne, izoparafiny, lekkie płyny specjalne
C11–C16	średnio i wolno odparowujące płyny węglowodorowe
C14–C20	ciężkie płyny specjalne, niskolotne frakcje węglowodorowe
C15–C25	lekkie oleje procesowe i parafinowe
C20–C30+	oleje technologiczne, oleje parafinowe i białe oleje mineralne

Podane zakresy mają charakter orientacyjny. Granice pomiędzy poszczególnymi grupami produktów nie są sztywne, a rzeczywiste właściwości zależą również od struktury chemicznej węglowodorów.

Długość łańcucha węglowego a oleje technologiczne

Oleje technologiczne, nazywane również olejami procesowymi, wykorzystuje się jako element procesu produkcyjnego lub składnik formulacji.

Mogą być stosowane między innymi w produkcji:

• tworzyw sztucznych,
• elastomerów i gumy,
• klejów,
• uszczelniaczy,
• środków ochronnych,
• kosmetyków,
• produktów chemii technicznej,
• preparatów do obróbki metali,
• mieszanek przemysłowych.

W porównaniu z klasycznymi rozpuszczalnikami oleje technologiczne składają się zazwyczaj z cięższych węglowodorów.

Im większa długość łańcucha węglowego, tym zazwyczaj niższa lotność produktu. Z tego względu w aplikacjach wymagających pozostawania oleju w gotowym wyrobie stosuje się znacznie cięższe frakcje niż w przypadku rozpuszczalników, których zadaniem jest odparowanie po aplikacji.

CZYTAJ RÓWNIEŻ: OLEJE TECHNOLOGICZNE - ich podział i krótka charakterystyka

Płyny specjalne – od lekkich C8 do ciężkich C20+

Termin płyny specjalne obejmuje bardzo szeroką grupę produktów.

Mogą do niej należeć:

• izoparafiny,
• benzyny bezaromatyczne,
• rozpuszczalniki dearomatyzowane,
• syntetyczne izoalkany,
• płyny węglowodorowe o wysokiej czystości,
• niskolotne płyny procesowe,
• lekkie oleje parafinowe.

Ich zakres długości łańcucha węglowego może rozpoczynać się już w okolicach C7–C9 i przekraczać C20.

To właśnie dlatego samo określenie „płyn specjalny” nie mówi jeszcze wystarczająco dużo o właściwościach produktu.

C9–C13 – jeden z najpopularniejszych zakresów dla rozpuszczalników węglowodorowych

Zakres C9–C13 jest często spotykany w przypadku bezaromatycznych i dearomatyzowanych płynów węglowodorowych.

Produkty należące do tej grupy są stosowane między innymi jako rozpuszczalniki i nośniki w formulacjach przemysłowych.

W zależności od dokładnego rozkładu cząsteczek można spotkać produkty określane jako:

C9–C11, C10–C12, C10–C13, C11–C13 czy C11–C14.

Nawet niewielka różnica zakresu może wpływać na szybkość odparowania produktu.

Dlatego porównując np. płyn C9–C11 z C11–C14, nie należy zakładać ich automatycznej zamienności.

C15–C20 – interesujący zakres ciężkich płynów specjalnych

Zakres C15–C20 znajduje się na granicy pomiędzy ciężkimi płynami węglowodorowymi a lekkimi olejami procesowymi.

Produkty z tej grupy charakteryzują się znacznie niższą lotnością niż klasyczne rozpuszczalniki C9–C13.

Można spotkać między innymi zakresy:

• C15–C18,
• C15–C19,
• C15–C20,
• C16–C20,
• C17–C20,
• C18–C24.

W praktyce nie oznacza to jednak, że każda frakcja C występuje w produkcie w takim samym udziale.

Płyn oznaczony jako C15–C20 może zawierać przede wszystkim C16, C17 i C18, a jedynie niewielkie ilości C15 oraz C20.

Dlatego przy wymagających zastosowaniach warto poprosić producenta o Carbon Number Distribution, czyli dokładny procentowy rozkład poszczególnych długości łańcucha.

Przykład długości łańcucha węglowego w płynach specjalnych

Producenci nie zawsze publikują ten parametr w podstawowej karcie technicznej. W niektórych grupach produktów można jednak znaleźć bezpośrednio podany zakres Carbon Chain Length.

Przykładowe zakresy spotykane w płynach specjalnych przedstawiają się następująco:

Przykładowa grupa / produkt	Długość łańcucha węglowego
lekka izoparafina	C8–C9
lekki płyn dearomatyzowany	C9–C11
płyn węglowodorowy średniej lotności	C10–C13
ciężki płyn specjalny	C13–C16
ciężka izoparafina / izoalkan	C15–C18
niskolotny płyn procesowy	C16–C20
lekki olej parafinowy	C18–C25+
cięższy olej technologiczny	C20–C30+

Takie zestawienie pozwala szybko ocenić, w której części spektrum znajduje się analizowany produkt.

Nie zastępuje jednak porównania kart technicznych i kart charakterystyki.

CZYTAJ RÓWNIEŻ: Wydajne rozpuszczalniki i ciecze specjalne w zastosowaniach przemysłowych

Długość łańcucha a lotność produktu

Jednym z najważniejszych powodów analizowania długości łańcucha węglowego jest jej związek z lotnością.

Lekkie węglowodory zawierające mniejszą liczbę atomów węgla zazwyczaj odparowują szybciej.

Dlatego płyn C9–C11 może być odpowiedni w procesie, w którym rozpuszczalnik powinien szybko opuścić powierzchnię.

Produkt C16–C20 będzie natomiast zazwyczaj pozostawał w układzie znacznie dłużej.

W praktyce podczas doboru płynu należy więc analizować długość łańcucha razem z zakresem temperatur wrzenia oraz szybkością odparowania.

Długość łańcucha a lepkość oleju technologicznego

W cięższych frakcjach węglowodorowych wzrost wielkości cząsteczek wiąże się zazwyczaj również ze wzrostem lepkości.

Nie jest to jednak zależność pozwalająca na dokładne obliczenie długości łańcucha na podstawie samej lepkości.

Produkt o lepkości 10 mm²/s nie musi mieć identycznego rozkładu węglowodorów jak inny olej o lepkości 10 mm²/s.

Różnica może wynikać z udziału:

• n-parafin,
• izoparafin,
• struktur cyklicznych,
• rozgałęzionych izoalkanów.

Dlatego lepkość i długość łańcucha węglowego należy traktować jako dwa osobne parametry.

Izoparafina C16 nie jest tym samym co n-parafina C16

To bardzo istotne przy porównywaniu produktów.

Dwie cząsteczki mogą posiadać dokładnie taką samą liczbę atomów węgla, ale zupełnie inną strukturę.

Węglowodór C16 może być prostym n-alkanem albo silnie rozgałęzioną izoparafiną.

Mimo identycznej liczby atomów węgla ich właściwości fizyczne mogą być różne.

Dlatego przy poszukiwaniu odpowiednika oleju technologicznego lub płynu specjalnego należy sprawdzić nie tylko oznaczenie C, ale również rodzaj węglowodorów tworzących produkt.

CZYTAJ RÓWNIEŻ: Izoparafiny - dlaczego różnią się od innych rozpuszczalników?

Jak dobrać zamiennik oleju technologicznego lub płynu specjalnego?

Długość łańcucha węglowego jest bardzo dobrym parametrem do wykonania pierwszej selekcji produktów.

Jeżeli stosowany obecnie płyn posiada zakres C10–C13, w pierwszej kolejności warto analizować inne produkty należące do zakresów C9–C13 lub C10–C14.

Jeżeli wymagany jest ciężki płyn w zakresie C16–C20, porównywanie go z produktem C10–C13 zwykle nie będzie dobrym punktem wyjścia.

Po ustaleniu długości łańcucha należy następnie zweryfikować:

lepkość, zakres destylacji, temperaturę zapłonu, gęstość, zawartość aromatów oraz strukturę chemiczną węglowodorów.

Dopiero zestawienie tych informacji daje podstawę do oceny, czy jeden produkt może zastąpić drugi.

Carbon Chain Length czy Carbon Number Distribution?

To jedno z najważniejszych rozróżnień przy analizowaniu olejów technologicznych.

Carbon Chain Length najczęściej przedstawiany jest jako zakres, np. C15–C20.

Carbon Number Distribution pokazuje natomiast dokładniej, jaka część produktu przypada na poszczególne liczby atomów węgla.

Przykładowo dwie mieszaniny mogą być opisane jako C15–C20, ale pierwsza może być skoncentrowana wokół C16–C17, a druga wokół C18–C19.

W wielu zastosowaniach ta różnica może mieć znaczenie.

Jeżeli długość łańcucha węglowego jest parametrem krytycznym dla procesu, najbardziej wartościowym dokumentem będzie więc szczegółowa analiza chromatograficzna lub informacja o carbon number distribution uzyskana od producenta.

Czy można określić długość łańcucha po numerze CAS?

Nie zawsze.

Numer CAS często identyfikuje całą grupę substancji o określonym sposobie produkcji i zakresie właściwości.

Pod tym samym lub zbliżonym opisem chemicznym mogą znajdować się produkty posiadające różny rozkład długości łańcucha węglowego.

Dlatego numer CAS jest bardzo ważnym elementem identyfikacji substancji, ale nie zastępuje informacji o zakresie C.

Czy zakres C wystarczy do wyboru produktu?

Nie.

Zakres długości łańcucha węglowego jest bardzo dobrym parametrem porównawczym, ale nie powinien być jedynym kryterium wyboru.

Przy porównywaniu olejów technologicznych, olejów procesowych, izoparafin i płynów specjalnych należy brać pod uwagę zarówno skład chemiczny, jak i właściwości fizyczne produktu.

Dwa płyny C15–C20 mogą być przeznaczone do zupełnie innych zastosowań.

CZYTAJ RÓWNIEŻ: Alifatyczne rozpuszczalniki węglowodorowe – płyny techniczne lekkich frakcji, typowe właściwości i zastosowania

Najczęściej zadawane pytania

Co oznacza C10–C13?

Oznaczenie C10–C13 informuje, że analizowana frakcja związana jest z węglowodorami posiadającymi od około 10 do 13 atomów węgla w cząsteczce.

Co oznacza C16–C20?

C16–C20 oznacza cięższą frakcję węglowodorową zawierającą cząsteczki w zakresie około 16–20 atomów węgla. Produkty tego typu są zazwyczaj mniej lotne niż płyny C9–C13.

Czy im dłuższy łańcuch węglowy, tym większa lepkość?

Zazwyczaj wraz ze wzrostem wielkości cząsteczek rośnie lepkość i zmniejsza się lotność, ale zależność nie jest wystarczająco dokładna, aby na podstawie samej lepkości określić długość łańcucha.

Jak sprawdzić długość łańcucha węglowego produktu?

Informacji należy szukać w karcie technicznej, karcie charakterystyki lub dokumentacji producenta pod hasłami Carbon Chain Length, Carbon Number Range, Carbon Number Distribution lub HSPA Carbon Chain Length.

Jaka długość łańcucha występuje w olejach technologicznych?

Nie istnieje jeden uniwersalny zakres. Lżejsze płyny technologiczne mogą obejmować okolice C13–C20, natomiast ciężkie oleje procesowe i parafinowe mogą zawierać węglowodory C20–C30 i większe.

Podsumowanie

Długość łańcucha węglowego w olejach technologicznych i płynach specjalnych jest jednym z najważniejszych parametrów pomagających zrozumieć charakter produktu i porównać go z innymi dostępnymi na rynku płynami.

Lekkie produkty w zakresie C7–C13 to przede wszystkim izoparafiny i rozpuszczalniki węglowodorowe. Zakres C14–C20 obejmuje cięższe, mniej lotne płyny specjalne, natomiast wraz z dalszym wzrostem liczby atomów węgla przechodzimy w kierunku olejów technologicznych, parafinowych i mineralnych.

Przy doborze zamiennika warto więc zacząć od odpowiedzi na pytanie:

jaki zakres długości łańcucha węglowego ma obecnie stosowany produkt?

Dopiero w kolejnym kroku należy porównać lepkość, destylację, temperaturę zapłonu, strukturę węglowodorów i pozostałe parametry istotne dla konkretnego procesu.

Takie podejście pozwala znacznie szybciej zawęzić grupę potencjalnych zamienników i uniknąć porównywania produktów, które mimo podobnej nazwy handlowej należą do zupełnie różnych frakcji węglowodorowych.

Potrzebujesz pomocy w doborze oleju technologicznego lub płynu specjalnego?

Dobór odpowiedniego oleju technologicznego, izoparafiny, płynu specjalnego czy rozpuszczalnika węglowodorowego powinien uwzględniać nie tylko długość łańcucha węglowego, ale również właściwości fizykochemiczne produktu oraz wymagania konkretnego procesu technologicznego.

Jeżeli szukają Państwo produktu o określonym zakresie, np. C9–C13, C15–C20 czy C20–C30+, zamiennika obecnie stosowanego produktu lub potrzebują pomocy w porównaniu dostępnych rozwiązań, nasi specjaliści pozostają do Państwa dyspozycji.

Zapraszamy do kontaktu z Działem Obsługi Klienta:

tel. +48 81 820 07 88
e-mail: biuro@gorner.pl

Doradzamy klientom na terenie całej Polski, w tym w województwach: dolnośląskim, kujawsko-pomorskim, lubelskim, lubuskim, łódzkim, małopolskim, mazowieckim, opolskim, podkarpackim, podlaskim, pomorskim, śląskim, świętokrzyskim, warmińsko-mazurskim, wielkopolskim i zachodniopomorskim.

Produkty dostarczamy firmami spedycyjnymi na terenie całego kraju, m.in. do Warszawy, Białegostoku, Bydgoszczy, Gdańska, Gorzowa Wielkopolskiego, Katowic, Kielc, Krakowa, Lublina, Łodzi, Olsztyna, Opola, Poznania, Rzeszowa, Szczecina, Torunia, Wrocławia i Zielonej Góry.

Skontaktuj się z nami – pomożemy dobrać płyn technologiczny o odpowiedniej długości łańcucha węglowego i parametrach dopasowanych do Twojego zastosowania.