АзовСинтезПарафін чи церезин: коли брати тугоплавкий віск
Парафін і церезин виглядають однаково: білі тверді бруски, обидва з нафти, обидва йдуть у свічки й косметику. Різницю видно тільки в паспорті партії. Парафін це переважно прямі молекули, він твердий, крихкий і дешевий, плавиться в діапазоні 54–64 °C. Церезин це розгалужені й кільцеві молекули, він пластичний, утримує оливу й розм’якшується аж при 77–82 °C, зате коштує кратно дорожче. Коли задача терпить нижчу теплостійкість, беруть парафін. Коли виріб має тримати форму в спеку або лишатися м’яким, беруть церезин.
Чим парафін відрізняється від церезину
Парафін і церезин це два різні нафтові воски. Парафін складається переважно з прямих насичених вуглеводнів C20–C40, дає великі пластинчасті кристали, тому твердий і крихкий, плавиться при 54–64 °C. Церезин це мікрокристалічний віск: у ньому переважають розгалужені та кільцеві молекули, кристали дрібні й голчасті, тому він пластичний, утримує оливу й розм’якшується при 77–82 °C. Спрощено: парафін це дешева тверда база, церезин це дорожчий теплостійкий модифікатор.
Обидва приходять з одного заводу PetroChina Kunlun, обидва світлі й хімічно інертні. Плутають їх саме через це: партія парафіну й партія церезину зовні майже не відрізняються. А у виробі поводяться по-різному, і різниця починається на рівні молекули.
Що тугоплавкіше: парафін чи церезин
Церезин тугоплавкіший. Наша партія рафінованого парафіну FR 56 плавиться при 56,7 °C, а партія церезину 80A має температуру краплепадіння 79,8 °C, тобто розм’якшується приблизно на 23 градуси пізніше. На практиці це різниця між свічкою, яка тримає форму на літній вітрині, і свічкою, яка на сонці осідає.
З цифрами є пастка. Парафін міряють за температурою плавлення (крива охолодження, метод GB/T 2539), а церезин за температурою краплепадіння (ASTM D-127). Методи різні, і ці два числа не можна просто відняти одне від одного. Але напрямок однозначний: церезин витримує помітно більше тепла. У паспорті парафіну шукайте рядок «температура плавлення», у паспорті церезину «температура краплепадіння», і не дивуйтеся, що назви різні.
Чому церезин витримує вищу температуру
Причина в будові молекул, і її видно в паспорті. У нашій партії церезину 80A сума ізо- та циклоалканів 87,52%, а прямих н-алканів лише 12,48%. Розгалужені й кільцеві молекули не вкладаються в правильну кристалічну ґратку, тому церезин застигає дрібними голчастими кристалами, які тримаються міцніше й розсипаються при вищій температурі. У парафіні переважають прямі ланцюги, вони складаються у великі пластини, а пластини легко зсуваються при нагріві.
Це рідкісний випадок, коли ярлик «мікрокристалічний» перевіряється числом. 87,52% розгалужених молекул проти 12,48% прямих це і є та сама мікрокристалічність, записана в протоколі партії. Тому церезин англійською звуть microcrystalline wax, а парафін макрокристалічним.
Чому церезин пластичніший, хоч тугоплавкіший
Церезин водночас тугоплавкіший і м’якший за парафін, і це не суперечність. Пенетрація нашої партії церезину 29 (0,1 мм) проти 17 у парафіну: голка занурюється в церезин глибше, тобто він пластичніший. Дрібні кристали дають масу, яка гнеться й розмазується замість того, щоб кришитися. Саме тому церезин мнеться в руках, а парафінова свічка при ударі відколюється шматком.
Ця пластичність і є причиною, чому церезин кладуть у помаду, бальзам і мастило. Парафін у тих самих рецептурах був би крихким і тріскався б.
Таблиця: парафін проти церезину
| Показник | Парафін FR 56 | Церезин 80A |
|---|---|---|
| Молекули | прямі н-алкани C20–C40 | ізо- та циклоалкани 87,52% |
| Кристали | великі пластини | дрібні голки |
| Температура | плавлення 56,7 °C | краплепадіння 79,8 °C |
| Пенетрація 25 °C | 17 (0,1 мм), крихкий | 29 (0,1 мм), пластичний |
| Вміст олії | 0,44% | 2,37% |
| В’язкість розплаву 100 °C | нижча | 15,95 мм²/с |
| Ціна за кілограм | нижча, базова | приблизно вдвічі вища |
| Фасування | коробка 25 кг | мішок 20 кг |
Церезин чи парафін для свічок
Для масової свічки беруть парафін: він дешевший, і його температури плавлення 54–64 °C вистачає. Церезин у свічках потрібен у двох випадках: коли свічка стоїть у спеку або на вітрині під сонцем (церезин не осідає й не пливе), і коли треба прибрати білий наліт та усадку в парафіновій свічці. Для другого досить додати 2–3% церезину в парафінову масу; лити свічку цілком із церезину не треба.
Церезин у свічках це контрсезонний товар: попит на нього росте влітку, коли парафін починає пливти. Його роль тут це добавка-модифікатор до парафінової бази. Про свічкові марки й розрахунок маси ми писали окремо, а застосування церезину розібрали докладно.
Який брати в косметику й мазі
У косметику й мазі беруть церезин. Він пластичний і тримає структуру: помада не кришиться, бальзам не розшаровується, крем лишається однорідним. Парафін у цих рецептурах занадто твердий і крихкий, тому в стіках і бальзамах його як структурний віск не використовують. Церезин 80A з кольором 0,5 і без водорозчинних кислот та лугів лягає під світлі й кольорові рецептури.
Церезин у мастилах: навіщо переплачувати
У пластичних мастилах церезин робить те, чого парафін не вміє: утримує оливу. Вміст олії в нашій партії церезину 2,37% проти 0,44% у парафіну, а сама структура дрібних кристалів працює як губка, тому мастило не «пітніє», олива не відділяється при зберіганні. Кінематична в’язкість розплаву церезину 15,95 мм²/с при 100 °C теж вища, тож плівка тримається на металі й не стікає.
Що дорожче і коли переплата виправдана
Церезин дорожчий за парафін приблизно вдвічі за кілограм. Переплата виправдана тільки там, де реально потрібні його властивості: теплостійкість, пластичність або утримання олії. У дешевій масовій свічці, у просоченні картону чи там, де виріб не гріється вище кімнатної температури, церезин не дасть нічого, за що варто платити подвійну ціну. Там працює парафін.
Одного разу до нас прийшла заявка на церезин для звичайних господарських свічок, «бо тугоплавкіший». Порахували разом: свічки горять удома й на сонці не стоять, зате церезин на тонну виходив удвічі дорожчим. Замовник перейшов на рафінований парафін FR 56, додав 3% церезину проти усадки, і собівартість воскової частини впала майже вдвічі при тому самому вигляді свічки. Питання виявилося не «що краще», а «що потрібно саме цій задачі».
Як обрати за задачею
| Задача | Що брати | Чому |
|---|---|---|
| Масова господарська свічка | парафін | дешево, теплостійкості вистачає |
| Свічка на літо чи вітрину | церезин або +2–3% у парафін | не осідає на сонці |
| Наліт і усадка в парафіновій свічці | +2–3% церезину | дрібні кристали прибирають наліт |
| Помада, бальзам, стік | церезин | пластичність, тримає структуру |
| Пластичне мастило | церезин | утримує оливу, не «пітніє» |
| Просочення картону, харчовий контакт | парафін | дешева інертна маса |
| Антикорозійний захист металу | церезин | плівка тримається на вертикалі |
Повернуся до того, з чого почав: парафін і церезин зовні однакові, а вся різниця захована в паспорті партії. Прямі молекули проти розгалужених, плавлення 56,7 проти краплепадіння 79,8, олива 0,44% проти 2,37%. Читайте протокол, а не назву на мішку, і беріть той віск, чиї властивості потрібні саме вашому виробу.