EN
Молекулярная масса является наиболее критическим параметром молекулярного проектирования при производстве полимеров и определяет многие механические, технологические и эксплуатационные свойства полимерных изделий. Использование внутренней вязкости (IV) представляет собой объективную, прямую и точную меру молекулярной массы полимера и, следовательно, является наиболее критическим параметром контроля качества. Компания Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. разработала высокоэффективные автоматизированные решения для вискозиметрии.
Определение внутренней вязкости и её связь с молекулярной массой
Удельная вязкость: это просто величина, на которую полимер повышает вязкость разбавленного раствора. С помощью уравнения Марка — Хувинка её можно напрямую связать с молекулярной массой. Таким образом, более высокая УВ указывает на большую длину полимерной цепи и, следовательно, на более высокую молекулярную массу; более низкая УВ соответствует меньшей длине цепи и, соответственно, меньшей молекулярной массе.
Например, марка ПЭТ, предназначенная для производства бутылок, имеет значения УВ в диапазоне от 0,73 до 0,86, тогда как для волоконной марки требуется более низкая УВ. Эту зависимость также можно приблизительно линеаризовать и использовать как простой способ оценки молекулярной массы вместо более сложного анализа методом гель-проникающей хроматографии.
Влияние на свойства материала и его перерабатываемость
IV также определяет основные свойства материала. Полимер с более высоким значением IV обладает повышенной прочностью на разрыв, улучшенной ударной вязкостью и лучшей стойкостью к стресс-коррозионному растрескиванию под воздействием окружающей среды. Смолы с более высоким значением IV также обеспечивают требуемые эксплуатационные характеристики для ПЭТ; в частности, марки с высоким значением IV жизненно важны при производстве бутылок для безалкогольных напитков, которым необходима прочность на взрыв, тогда как марки с низким значением IV могут использоваться в волоконных текстильных приложениях.
Смолы с более высоким значением IV, как правило, обладают более высокой вязкостью расплава и, следовательно, требуют иных условий переработки — экструзии, литья под давлением и т. д. Переработчикам необходимо определить и применить соответствующие марки по значению IV для оптимизации процесса переработки и обеспечения стабильности характеристик. Такие факторы, как время реакции, температура и уровень влажности на всех этапах полимеризации, могут вызывать изменения значения IV даже в минимальной степени, поэтому постоянный контроль IV является ключевым элементом контроля качества и управления технологическими процессами.
Применение контроля качества на всех этапах цепочки поставок
Измерение индекса вязкости (IV) применяется на различных участках цепочки поставок полимеров. Производители смол измеряют IV в ходе производства полимеров, что позволяет им контролировать технологический процесс и обеспечивать соответствие заданным спецификациям. Переработчики могут проводить испытания смол при их поступлении на предприятие до разгрузки для подтверждения качества, а также проверять качество смесей, содержащих переработанный материал/регранулат.
После обработки последней части можно повторно проверить индекс вязкости (IV), чтобы убедиться, что обработка не снизила полимер ниже допустимого предела. Такой контроль критически важен для процесса переработки. При операциях по переработке IV используется как тест контроля качества для поступающего и переработанного пластика. Твёрдотельная поликонденсация (SSP) повышает IV переработанного ПЭТ, который мог снизиться из-за термической деградации; автоматизированные измерения IV позволяют производителям точно определить восстановление молекулярной массы (MW) с высокой чувствительностью — всего 0.007 дЛ/г, что способствует более строгому контролю параметров.
Современные автоматизированные решения для измерения IV
Ручные капиллярные вискозиметры Уббелоде, обеспечивая точные измерения, могут быть медленными и трудоемкими в использовании. Ручные приборы сильно подвержены вариабельности, поскольку их работа зависит от техники каждого отдельного оператора. Преимущества автоматизированных вискозиметров в промышленных задачах контроля качества включают повышенную воспроизводимость за счет автоматизации растворения ПЭТ и самого процесса измерения. Повышенная чувствительность к незначительным изменениям профиля распределения молекул, составляющих полимер, а также прямая совместимость как с образцами, поступающими непосредственно с экструдера, так и с образцами из производственных запасов без дополнительных этапов подготовки.
Автоматизация процесса анализа сокращает время анализа, уменьшает объём используемого растворителя и, что наиболее важно, обеспечивает получение результатов для немедленного принятия решений в рамках технологического процесса. Приборы обладают воспроизводимостью, значительно превышающей общепринятый показатель стандартного отклонения 2 % для контроля качества (QC). Автоматизированные системы исключают ручное обращение с потенциально опасными химическими веществами, тем самым повышая безопасность и охрану здоровья техников.
РЕЗЮМЕ
Измерение характеристической вязкости (IV) сырья и готовой продукции в процессе производства полимеров — это критически важный, быстрый и надёжный метод определения молекулярной массы, который напрямую влияет на свойства материала, его переработку и эксплуатационные характеристики конечных изделий. Современные автоматизированные вискозиметры отличаются высокой эффективностью, надёжностью и безопасностью при использовании в производственных условиях по сравнению с ручными методами, требующими значительных трудозатрат. Компания Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. постоянно стремится разрабатывать инновационные решения для дозирования жидкостей и измерения вязкости, оптимизирующие ваш производственный процесс. Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как наши автоматизированные вискозиметры могут повысить эффективность контроля качества в процессе производства полимеров.