EN
Molekylär massa är den mest kritiska molekylära designparametern vid framställning av polymerer och bestämmer många mekaniska, bearbetnings- och slutanvändningsegenskaper hos polymerprodukter. Användningen av intrinsisk viskositet (IV) är ett objektivt, direkt och precist mått på polymerers molekylära massa och är därför den mest kritiska kvalitetskontrollparametern. Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd har utvecklat mycket effektiva automatiserade viskometrilösningar.
Definition av intrinsisk viskositet och dess samband med molekylär massa
Intrinsisk viskositet: detta är helt enkelt den mängd som en polymer bidrar med till viskositeten i en utspädd lösning. Med hjälp av Mark-Houwink-ekvationen kan den kopplas direkt till molekylvikten. En högre IV innebär alltså längre polymerkedjor, vilket resulterar i högre molekylvikt, medan en lägre IV syftar på kortare kedjor som ger lägre molekylvikt.
Till exempel har PET-sorter som används som flasksorter IV-värden mellan 0,73 och 0,86, medan fibrsorter kräver en lägre IV. Detta samband kan även approximeras linjärt och användas som en enkel metod för att uppskatta molekylvikten istället för den mer komplexa gelpermeationskromatografianalysen.
Påverkan på materialens egenskaper och bearbetbarhet
IV styr också materialets grundläggande egenskaper. En polymer med högre IV innebär högre draghållfasthet, förbättrad slagprestanda och bättre motstånd mot miljörelaterad sprickbildning. Resiner med högre IV säkerställer också den prestanda som krävs för PET-användningar; särskilt är högre-IV-graderna avgörande vid tillverkning av läskflaskor, där spränghållfasthet krävs, medan lägre-IV-graderna kan användas för textilfiberapplikationer.
Resiner med högre IV tenderar att ha högre smältviskositet och kräver därför olika bearbetningsförhållanden för extrudering, injektering, etc. Bearbetare måste fastställa och använda rätt IV-grad för att optimera bearbetningen och bibehålla konsekvensen. Faktorer såsom reaktionstid, temperatur och fuktnivå under polymeriseringen kan leda till ändringar i IV, även i minsta grad, vilket gör kontinuerlig IV-övervakning till en avgörande del av kvalitetskontrollen och av materialprocesskontrollen.
Kvalitetskontrolltillämpningar genom hela leveranskedjan
IV-testning tillämpas i olika delar av polymerleveranskedjan. Resinproducenter mäter IV under polymerproduktionen, vilket gör att de kan övervaka sin process för att producera enligt specifikation. Bearbetare kan testa resiner när de levereras till anläggningen innan lossning för att verifiera kvaliteten och kontrollera också kvaliteten på blandningar som innehåller återvunnet material/återgrind.
Efter bearbetning av den sista delen kan IV återkontrolleras för att säkerställa att bearbetningen inte har minskat polymerens viskositet under dess tillåtna specifikation. Denna övervakning är avgörande för återvinningsprocessen. Vid återvinning används IV som en kvalitetskontrolltest för inkommande plast och återvunnen plast. Fastfaspolykondensation (SSP) ökar IV-värdet för återvunnen PET som kan ha minskat på grund av termisk degradering, och automatiserade IV-mätningar gör det möjligt for tillverkare att få en exakt mätning av molekylviktens återställning med hög känslighet – endast en förändring på 0.007 dL/g – vilket underlättar implementeringen av striktare kontrollparametrar.
Modern automatiserade IV-mätningssystem
Manuella Ubbelohde-glaskapillärviskosimeter ger en noggrann mätning, men kan vara långsamma och arbetskrävande att använda. Manuella instrument är mycket känslomässiga för variationer eftersom de bygger på varje enskild operatörs teknik. Fördelarna med automatiserade viskosimeter i industriella kvalitetskontrolltillämpningar inkluderar förbättrad reproducerbarhet genom automatisering av upplösningen av ditt PET samt själva mätningen. Ökad känslighet för små förändringar i molekylernas fördelningsprofil i polymeren och är direkt kompatibelt både med prov som just kommit ut från extrudern eller från din produktionslager utan ytterligare steg.
Automatisering av analysprocessen minskar analysens varaktighet, minskar mängden lösningsmedel som används och, vad som är viktigast, är utformad för att ge resultat som möjliggör omedelbara beslut i samband med processen. Instrumenten har en reproducerbarhet som ligger långt under det allmänt accepterade värdet på 2 % standardavvikelse för kvalitetskontroll. Genom att eliminera manuell hantering av potentiellt farliga kemikalier erbjuder automatiserade system en förbättring av teknikernas säkerhet och hälsa.
Sammanfattning
Att mäta den intrinsiska viskositeten (IV) för råmaterial och slutprodukter under polymerproduktion är en avgörande, snabb och pålitlig metod att bestämma molekylvikt, vilket påverkar materialens egenskaper, bearbetning och produktens prestanda. Moderna, automatiserade viskositetsmätinstrument är mycket effektiva, pålitliga och säkra för produktionssändning jämfört med manuella metoder. Vid Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. är vi alltid dedicerade till att utveckla innovativa vätskehanterings- och viskositetsmätprodukter för er tillverkningsprocess. Kontakta oss för att få information om hur våra automatiserade viskosimetrar kan förbättra kvalitetskontrollen i er polymertillverkningsprocess.