Page 102 - 《精细化工》2022年第1期

·92· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

由图 8 可知，R18 的黏度明显过高，在所有配 道材料不发生腐蚀，通过在线再生分散单元可以实
方中 R16 具有最好的流变特性，而 R17 的流变特性 现乳化液的再生，保持性能稳定。没有发现主泵机
在所有配方中处于中间位置。 械轴封明显磨损现象，在管道内不发生团聚沉淀，
由于 R18 的黏度太高，不考虑其稳定性实验， 可以顺利通过精密过滤器不发生堵塞。因此，本研
仅比较了 R16 和 R17。测试在 25 ℃下进行，R16 究重点考察 PCD 与去离子装置的兼容性。PCD 不流
2
和 R17 的平均重力加速度分别为 2144 和 2224 m/s 。 动的静态兼容性测试结果是 PCD 没有产生相分离，
图 9 是不同分散相比例对 R16 和 R17 稳定性的影响。 表明离子交换树脂不会使 PCD 的相变微粒发生聚
由图 9 可知，R16 在大约 6.956 h 后的最终不稳定性 结。在冷却系统中 PCD 循环流动的动态兼容性测试
指数为 0.460，而 R17 不稳定性指数为 0.236。此外， 结果表明，PCD 的电导率可从初始投入的 374 μS/cm
R16 的静态稳定时间为 1136 h，约为 47 d，R17 的 （与正常饮用水质量相当的极高值）降至 0.27 μS/cm，
静态稳定时间为 115 d。综上，考虑黏度这一项关键 相当于初始值的 1/1385。动态测试后未检测到任何
指标，R16 是最适合本研究应用的配方。 分散体分离或质量下降的现象。上述结果说明，PCD
与去离子装置兼容性好。
2.2.2 电导率和带电稳定性分析
本研究采用的原料为有机物，都不含离子，已
经尽可能地降低了材料本身的导电性对 PCD 的影
响。另外，为了保持在运行过程中 PCD 稳定的低导
电率，通过去离子装置进行了去离子处理。经冷却
系统检测，制备的 PCD 经过去离子树脂处理后，其
电导率能保持在 0.27 μS/cm 以下（低于 0.3 μS/cm）
长期稳定运行，说明 PCD 具有良好的绝缘特性。在
满足不带电动态稳定性后还需重点考虑带电下动态
的稳定性，分别进行带直流电和交流电稳定性实验。
两种实验结果均表明，去离子水和 PCD 在高电场条
件下表现出相同效果，即无击穿跳闸现象发生。
表 3 是带电压测试前后 PCD 的物性数据。图
10 是带电压测试前后 PCD 的粒径分布。由表 3 可
知，在电压测试前后，PCD 的热物理特性、电导率
等性质没有发生明显变化。由图 10 可知，PCD 的
粒径分布变化很小，这说明带电压对粒径分布的影
响并不显著。经过 Lumisizer 加速分离后，稳定性仍

保持在>48 d，表明 PCD 经过电压测试后稳定性没
图 9 R16 和 R17 的稳定性分析
Fig. 9 Stability analysis of R16 and R17 有明显变化，通过换流阀冷却系统中去离子装置和
在线再生分散单元 PCD 可以保持长期稳定工作。
由以上分析确定了最优 PCD 配方和制备工艺，
即当相变材料、乳化剂、成核剂和去离子水的质量 表 3 带电压测试前后 PCD 的物理性质
Table 3 Physical properties of PCD before and after high
分数分别为 16%、1.6%、2.4%和 80%时，在剪切速 voltage test
–1
率为 50 ks 的条件下持续 5 min 来制备。其中最佳
测试前 测试后
相变材料的质量比为 m(CT47)∶m(CT53)=1∶1，最合
比热容/[J/(g·℃)] 7.09 7.10
适的乳化剂质量比为 m(SAS100)∶m(BS2)=3∶1。
导热系数/[W/(m·℃)] 0.55 0.54
2.2 PCD 的性能分析 电导率/(μS/cm) 0.27 0.26
2.2.1 冷却系统兼容特性分析
换流阀冷却系统主要包括主泵、过滤器、去离 以上结果说明，PCD 可以直接替换换流阀冷却
子装置（含离子交换树脂）、管道、阀门、仪表、外 系统中的去离子水，所制备的 PCD 可以满足高压直
冷设备以及换流阀散热器等 [21] 。经过 1 年时间在换 流条件下对冷却介质低电导率（低于 0.3 μS/cm）、
流阀冷却系统样机中的测试运行，开发的 PCD 化学 绝缘耐压性能和稳定性能（物性参数无明显变化）
性能稳定，具有良好的环保特性和阻燃特性，对管 的要求。