在線粘度測量原理

聚合反應(yīng)的粘度與聚合物的分子量有非常密切的關(guān)系，可以通過控制聚合反應(yīng)過程中粘度的變化來控制聚合物的分子量。然而，聚合反應(yīng)過程中粘度是處于一直變化中的，且粘度受到溫度、壓力、攪拌等各種因素的影響。因此，需要選擇合適的粘度計進行測量，來達到最佳的產(chǎn)品質(zhì)量控制。早期，聚合物生產(chǎn)商家采用毛細管粘度計、旋轉(zhuǎn)式粘度計及布氏粘度計等實驗室型粘度計控制和測量聚合物的粘度和分子大小，非常消耗人力和時間，不能適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化進程。

粘度是由流體內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)之間的引力形成內(nèi)摩擦，從而在外部表現(xiàn)為抵抗流體流動的能力，因此它間接地反映了流體分子結(jié)構(gòu)及其分布狀態(tài)。流體分為牛頓流體和非牛頓流體

其中最為理想的流動形態(tài)是牛頓流體。

以前，大部分聚合物生產(chǎn)廠家都使用實驗室粘度計來進行物質(zhì)粘度的測量，也沒有比較 好的在線檢測方法來表征反應(yīng)釜內(nèi)聚合物分子量的粘度值。聚合反應(yīng)周期一般為 12‐24 小時， 通常反應(yīng)開始時每 2‐4h 取樣一次，臨近反應(yīng)終點時取樣次數(shù)增加。各個取樣點的樣品被送到分析室化驗，技術(shù)員用臺式旋轉(zhuǎn)式粘度計測量粘度，記錄測量結(jié)果，當在允許誤差范圍內(nèi) 得到 3 個相差不大的粘度讀數(shù)時，停止反應(yīng)，清理反應(yīng)釜，準備下一次間歇反應(yīng)。通常傳統(tǒng)方法從取樣到報告出來的滯后期為 2h，因此，實際的反應(yīng)終點至少延后 2h。另外，離線控制方法具有主觀性，取決于經(jīng)驗和何時取樣的判斷，而且收集樣品時需要非常小心。

隨著科技的發(fā)展和工業(yè)化的進程，實驗室型檢測方法已經(jīng)不能夠滿足人們對產(chǎn)品越來越高的要求，需要在線粘度計進行實時監(jiān)測反應(yīng)粘度。操作人員可以觀察到真實的聚合反應(yīng)周期它甚至可在產(chǎn)品超過控制規(guī)格之前，發(fā)出停止反應(yīng)的警報，可以避免次品產(chǎn)生，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，提高了批次聚合反應(yīng)的工藝水平。經(jīng)過多家聚合物生產(chǎn)使用，在線粘度計可以提高 10％～20％的生產(chǎn)周期，降低 50%以上的產(chǎn)品質(zhì)量測定時間，幾乎不會出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，提高了整個生產(chǎn)效率。

傳統(tǒng)檢測方法的主要缺點是從取樣至檢測粘度有時間滯后，在線測量粘度就消除了這一缺點，可時時連續(xù)測量粘度，基本消除了產(chǎn)生次品的可能。采用在線粘度計，廠家可依據(jù)試樣粘度測量結(jié)果，檢驗其他間歇式反應(yīng)的特點，例如各反應(yīng)釜間的重復(fù)性、質(zhì)量控制和工藝條件。實際上，在線粘度計測量的重復(fù)性相當高，可運行 5～6 個產(chǎn)品間歇反應(yīng)，可以預(yù)示每個反應(yīng)釜在某個時間的粘度讀數(shù)，從而可進行相應(yīng)的工藝調(diào)整。