La cire de paraffine désigne une classe d’hydrocarbures simples d’origine pétrolière, distincte des cires biologiques, car elle est constituée exclusivement d’alcanes saturés et non d’esters. Obtenue par raffinage du pétrole brut via le déparaffinage des fractions lubrifiantes, cette matière polyvalente domine les applications industrielles grâce à sa pureté, sa constance et son faible coût par rapport aux cires naturelles estérifiées telles que la carnauba ou la cire d’abeille.

Structure chimique

La cire de paraffine est principalement composée de n-alcanes linéaires non ramifiés (C_nH_2n+2, n = 20–40), avec comme constituants majeurs le n-docosane (C₂₂H₄₆) et le n-octacosane (C₂₈H₅₈), représentant 80 à 90% des qualités entièrement raffinées. De faibles proportions d’iso-paraffines (ramifiées) et de cycloalcanes à longues chaînes latérales (2 à 10%) influencent la cristallinité. Les carbones hybridés sp³ forment des chaînes apolaires, dont la cohésion est gouvernée par les forces de dispersion de London.

Propriétés physiques

Solide translucide incolore à blanc (densité 0,88–0,92 g/cm³, point de fusion 46–68°C augmentant avec la longueur de chaîne, point d’ébullition ~350–600°C), la cire de paraffine présente une faible viscosité à l’état fondu (5–15 cP à 90°C). Elle est insoluble dans l’eau et les solvants polaires, mais miscible dans les hydrocarbures. Trois morphologies cristallines peuvent être observées : aiguilles (macrocristalline, refroidissement lent), plaquettes (qualité entièrement raffinée) ou dendrites (impuretés ramifiées). Une teneur en huile <0,5% caractérise les grades dits « fully refined ».

Procédé de production

Le déparaffinage permet de séparer les alcanes C20+ par refroidissement et centrifugation à partir des bases lubrifiantes, suivi d’un hydrotraitement (élimination des aromatiques et réduction du soufre <5 ppm), d’un « sweating » (fractionnement selon le point de fusion) et d’une percolation (décoloration). Les grades sont définis par leur intervalle de fusion (58–70°C). Les qualités pharmaceutiques conformes USP atteignent une pureté d’environ 99,9% en hydrocarbures.