平衡聚合反應過程中的在線黏度測量技術和意義

一、問題的由來:

在不少聚合反應過程中,在線黏度計會用于反應終點的判斷,隨著聚合過程的延續,黏度會逐步增大,達到一定的程度就可以終止反應或進入下一步工藝過程。

但是,聚合反應也有不同的類型,有些是平衡聚合反應,這類反應過程中,在較長的聚合階段,黏度基本不變或變化很小,這一類的聚合過程,在線黏度的監測還是否有意義?

二、平衡聚合反應過程:

平衡聚合反應也會有不同的情況,一般而言,也會存在黏度連續的增長,再保持較長時間的穩定,而隨著一些工藝條件的變化,這些化學平衡也會發生改變,這些因素往往是溫度、壓力、攪拌速度、催化劑、原料加入順序和量等等。最終產品要獲得穩定和理想的轉化率、分子量、結構等,需要不斷的優化工藝流程和參數,在線黏度計就是一個很實用的測量工具。

三、平衡聚合反應實例分析:

把在線黏度計安裝在反應釜或管路上,就可以連續、實時的監測整個反應過程,對整個反應過程進行監控,找到不同工藝對整個過程的影響。

以下是兩個批次的連續過程曲線,可以看到,整個反應過程類似,但在不同的原料、投料量、壓力、溫度等條件下,過程曲線會有差異.

四、平衡過程點的工藝控制點建議:

不少生產人員認為,平衡反應在保證反應情況下,比較容易控制,不像別的聚合反應,在線黏度測量的意義也不大。

以下是在平衡聚合反應過程中,采用兩種不同的原料,在反應過程中,確定一個監測點的在線黏度,對那個點的在線黏度值和最終產品的實驗室黏度進行分析比較,該反應中有兩種不同的原料,最終產品是不同黏度的同類產品,一共做了九十三個批次,其中用原料一做了八十個批次、原料二做了十三個批次,在確定的測量點上,采集在線黏度值,對最終產品的黏度值進行預測和控制,得到以下的對應關系,可以看到在線黏度和最終產品的黏度相關性很好。

從以上對兩個原料和最終產品的黏度之間的關系可以看到,這兩種原料的差異,對產品最終黏度的影響不大,但是其中的生產工藝還是會略有不同,需要據此做相應的調整。

其中關鍵測量控制點的選擇和確定,需要根據反應的實際情況來決定,在此不再展開。

五、結論:

通過在線黏度測量,可以在生產過程中對最終產品的質量做出預測和控制,進行適當的調整、優化和控制,就可以保證最終的產品符合產品設計的要求,獲得穩定可靠的產品,再逐步提高產品質量,這是在線黏度計實際使用的真正意義。


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