Cera parafina

Parafina vela

La cera de parafina (o cera de petróleo) es un sólido blando e incoloro derivado del petróleo, el carbón o el esquisto bituminoso que consiste en una mezcla de moléculas de hidrocarburo que contienen entre 20 y 40 átomos de carbono. Es sólido a temperatura ambiente y comienza a fundirse por encima de los 37 °C (99 °F) aproximadamente, y su punto de ebullición está por encima de los 370 °C (698 °F). Las aplicaciones comunes de la cera de parafina incluyen lubricación, aislamiento eléctrico y velas; la cera de parafina teñida se puede convertir en crayones. Es distinto del queroseno y otros productos derivados del petróleo que a veces se denominan parafina.

Las velas de parafina sin teñir ni perfumar son inodoras y de color blanco azulado. La cera de parafina fue creada por primera vez por Carl Reichenbach en Alemania en 1830 y marcó un gran avance en la tecnología de fabricación de velas, ya que ardía de manera más limpia y confiable que las velas de sebo y era más barata de producir.

En química, parafina se usa como sinónimo de alcano, indicando hidrocarburos con la fórmula general C_nH _2n+2. El nombre se deriva del latín parum ("muy poco") + affinis, que significa "falta de afinidad" o "falta de reactividad", refiriéndose a la naturaleza no reactiva de la parafina.

Propiedades

La cera de parafina se encuentra principalmente como un sólido ceroso blanco, inodoro e insípido, con un punto de fusión típico entre aproximadamente 46 y 68 °C (115 y 154 °F) y una densidad de alrededor de 900 kg/m²³. Es insoluble en agua, pero soluble en éter, benceno y ciertos ésteres. La parafina no se ve afectada por los reactivos químicos más comunes, pero se quema fácilmente. Su calor de combustión es de 42 MJ/kg.

El hidrocarburo C31H64 es un componente típico de cera de parafina.

La cera de parafina es un excelente aislante eléctrico, con una resistividad de entre 10¹³ y 10¹⁷ ohmios metro. Esto es mejor que casi todos los demás materiales, excepto algunos plásticos (especialmente el teflón). Es un moderador de neutrones eficaz y se utilizó en los experimentos de James Chadwick de 1932 para identificar el neutrón.

La cera de parafina es un material excelente para almacenar calor, con una capacidad calorífica específica de 2,14–2,9 J g⁻¹ K⁻¹ (julios por gramo kelvin) y un calor de fusión de 200–220 J g⁻¹. El enfriamiento por cambio de fase de cera de parafina junto con radiadores retráctiles se utilizó para enfriar los componentes electrónicos del Lunar Roving Vehicle durante las misiones tripuladas a la Luna a principios de la década de 1970. La cera se expande considerablemente cuando se funde y esto permite su uso en termostatos de elementos de cera para fines industriales, domésticos y, en particular, de automóviles.

Historia

La cera de parafina fue creada por primera vez en 1830 por el químico alemán Karl von Reichenbach cuando intentó desarrollar un método para separar y refinar de manera eficiente las sustancias cerosas que se encuentran naturalmente en el petróleo. La parafina representó un gran avance en la industria de la fabricación de velas, porque se quemaba limpiamente y era más barata de fabricar que otros combustibles para velas. La cera de parafina sufrió inicialmente un punto de fusión bajo. Esto se solucionó agregando ácido esteárico. La producción de cera de parafina disfrutó de un auge a principios del siglo XX debido al crecimiento de las industrias petrolera y empacadora de carne, que crearon parafina y ácido esteárico como subproductos.

Fabricación

La materia prima de la parafina es la cera blanda, que es una mezcla de aceite y cera, un subproducto del refinado del aceite lubricante.

El primer paso para hacer cera de parafina es eliminar el aceite (desaceitado o desparafinado) de la cera floja. El aceite se separa por cristalización. Más comúnmente, la cera blanda se calienta, se mezcla con uno o más solventes como una cetona y luego se enfría. A medida que se enfría, la cera se cristaliza de la solución, dejando solo aceite. Esta mezcla se filtra en dos corrientes: sólida (cera más algo de solvente) y líquida (aceite y solvente). Una vez que el solvente se recupera por destilación, los productos resultantes se denominan "cera de producto" (o "cera de prensa") y "aceite para pies". Cuanto menor sea el porcentaje de aceite en la cera, más refinada se considera (semirrefinada frente a totalmente refinada). La cera del producto puede procesarse adicionalmente para eliminar colores y olores. Finalmente, la cera se puede mezclar para dar ciertas propiedades deseadas, como el punto de fusión y la penetración. La cera de parafina se vende en forma líquida o sólida.

Aplicaciones

En aplicaciones industriales, a menudo es útil modificar las propiedades cristalinas de la cera de parafina, generalmente agregando ramificaciones a la cadena principal de carbono existente. La modificación generalmente se realiza con aditivos, como copolímeros de EVA, cera microcristalina o formas de polietileno. Las propiedades ramificadas dan como resultado una parafina modificada con una mayor viscosidad, una estructura cristalina más pequeña y propiedades funcionales modificadas. La cera de parafina pura rara vez se usa para tallar modelos originales para fundir metal y otros materiales en el proceso de cera perdida, ya que es relativamente quebradiza a temperatura ambiente y presenta riesgos de astillado y rotura cuando se trabaja. Las ceras blandas y flexibles, como la cera de abejas, pueden ser preferibles para este tipo de esculturas, pero las "ceras de microfusión" a menudo a base de parafina, se formulan expresamente para tal fin.

En un laboratorio de histología o patología, la cera de parafina se utiliza para impregnar el tejido antes de cortar muestras finas. El agua se elimina del tejido a través de concentraciones ascendentes de alcohol (75% a absoluto) y el tejido se aclara en un disolvente orgánico como el xileno. Luego, el tejido se coloca en cera de parafina durante varias horas, luego se coloca en un molde con cera para que se enfríe y se solidifique. A continuación, se cortan las secciones en un micrótomo.

Otros usos

• Creación de velas
• Wax carving
• Lubricación de cadena de bicicletas
• Cubiertas para papel encerado o algodón encerado
• Cera de parafina de grado alimenticio:
  • Recubrimiento brillante utilizado en la fabricación de dulces; aunque comestible, es nondigestible, pasando por el cuerpo sin ser derribado
  • Comer para muchos tipos de queso duro, como el queso Edam
  • Sellante para tarros, latas y botellas
  • Aditivo de chicle
• Fundamentos de inversión
• Anti-caking agente, repelente de humedad y recubrimiento de polvo para fertilizantes
• Agente para la preparación de especímenes para la histología
• Lubricante de bala – con otros ingredientes, como aceite de oliva y cera de abejas
• Agente de flematización, comúnmente utilizado para estabilizar/desensibilizar explosivos altos como RDX
• Crayons
• Propulsor sólido para motores híbridos de cohetes
• Componente de cera de surfboard, cera de esquí y cera de skateboard
• Tinta. Utilizado como base para tinta sólida diferentes bloques de color de cera para impresoras térmicas. La cera se funde y luego se rocia en el papel produciendo imágenes con una superficie brillante
• Microwax: aditivo de alimentos, un agente de acristalamiento con E número E905
• Investigaciones forenses: la prueba de nitrato utiliza cera de parafina para detectar nitratos y nitritos a mano de un sospechoso de disparos
• Antiozonant agents: blends of paraffin and micro waxes are used in rubber compounds to prevent cracking of the rubber; the admixture of wax migrates to the surface of the product and forms a protective layer. La capa también puede actuar como agente de liberación, ayudando al producto separado de su molde.
• Termostatos y actuadores mecánicos, como medio de expansión para activar tales dispositivos
• Como material de encapsulado para encapsular componentes electrónicos como pastillas de guitarra, transformadores e inductores, para prevenir la entrada de humedad y reducir el ruido acústico e efectos microfónicos inducidos electromagnéticamente
• Procesos de fabricación textil, como el usado para hilo Eisengarn.
• Agente de lavado en muchas bolas de pintura
• Moisturiser en artículos de aseo y cosméticos como Vaseline.
• Previene la oxidación en la superficie de acero pulido y hierro
• Material de cambio de fase para almacenamiento de energía térmica
  • Utilizado por MESSENGER (Mercury spacecraft), cuando la nave espacial no pudo irradiar calor excesivo.
• Fabricación de armadura de cuero hervido y libros
• Escudo de radiación Neutron
• Baños de cera para terapias ocupacionales y físicas, y tratamientos cosméticos
• Usado para acabado de madera
• Usado como combustible para respirar fuego
• Usado en Lámparas Lava

Seguridad laboral

Las personas pueden estar expuestas a la parafina en el lugar de trabajo al respirarla, al entrar en contacto con la piel y con los ojos. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) para la exposición al humo de cera de parafina de 2 mg/m³ durante una jornada laboral de 8 horas.