Relations properties - structure - composition - distribution of synthetic and industrial n-ary mixtures of normal-alkanes
Relations propriétés - structure - composition - distribution de mélanges n-aires de normal-alcanes synthétiques et industriels
Résumé
This document displays the results on severa! properties of multi-alk:anes mixtures and the effect on structural state and on sorne properties of n-alkanes adding to this type of mixture. First, major results on pure alk:anes and their molecular alloys is presented. Then, severa! multi-alkanes product of "normal logarithmic" distribution were specially studied. It appears that such mixture forms a single solid solution ~ · isostructural to the ordered intermediate phase of the n-alk:anes alloys (binary or ternary). From the crystallographic c-parameter of this solid solution, it is possible to determine the average chain length of the molecules in the crystallographic unit-cell. Finally, the product can be considered as a hypothetical orthorhombic pure n-alkane. Sorne of their chemical and physical properties (thermal dilation coefficient, density and mechanical magnitudes) are also measured. Moreover, the n-alkanes distribution of one mixture was modified by pure component adding. Thus, two systems were studied : commercial multialk: ane product with eicosane or pentacontane. The isopleth section of the both systems were established by means of X-ray diffraction and differentiai thermal analyses on molecular allo ys. Examinations of the results show existence of a large domain where the phase ~ ' and the phase characteristic of the pure alkane added coexist (triclinic phase y0-C20H42 or orthorhombic phase ~0-C50Hto2) . In the both case, the solubility limits of the alk:ane added in the commercial multi-alk:ane product were established. Compilation of the X-ray analyses at various temperature and differentiai thermal analyses allowed to propose both isopleth sections, which are of eutectic or peritectic type. The prope1ties of an alloy of each isopleth were also compared to those of the initial product. In conclusion, addition of pure component to multi-alkanes mixtures induces structural transformation and significant modifications to the physico-chemical properties
La connaissance du comportement des alcanes linéaires ou n-alcanes et de leurs alliages modèles est nécessaire pour l'étude de leurs mélanges n-aires ou paraffmes, présents naturellement dans le pétrole entre autres. Ces paraffines sont à l' origine de nombreuses applications qui demandent des propriétés physicochimiques spécifiques. Seule la catégorie des mélanges n-aires de distribution en n-alcanes « normale logarithmique » est étudiée dans ce manuscrit. Des études compositionnelles, structurales et calorimétriques sur des paraffines d'origine industrielle, commerciale et synthétique montrent l'existence d'une unique solution solide, isostructurale de celle identifiée dans les alliages modèles. lis peuvent donc être assimilés à un hypothétique n-alcane de formule brute CnH2n+2 avec n correspondant à la composition moyenne du mélange. Enfin, des propriétés physico-chimiques complètent cette caractérisation : le coefficient de dilatation thermique, la masse volumique et le module d' élasticité. La deuxième partie consiste à étudier deux systèmes ayant un constituant commun, le mélange n-aire d'origine commerciale Prolabo. La compilation des résultats des analyses structurales et calorimétriques permet la construction des diagrammes composition - température: Prolabo-C20(42 et Prolabo-C50H102• Ces systèmes présentent à température ambiante un large domaine de composition dans lequel coexistent les deux phases caractéristiques des constituants initiaux. En température ces systèmes montrent l'existence de transformations invariantes, déjà observées dans les mélanges modèles. li s' avère que ces mélanges forment des coupes isoplèthes, parties de diagramme de phases n-aire qui peuvent être considérées comme des systèmes pseudo-binaires : Prolabo se comporte en effet comme un pseudo-constituant. L'étude des propriétés physico chimiques des alliages montre l'influence de la modification de la répartition en n-alcanes du mélange sur ses propriétés physicochirniques