聚酯聚合反應的粘度與聚酯的分子量有非常密切的關(guān)系，可以通過控制聚合反應過程中粘度的變化來控制聚合物的分子量。然而，聚合反應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,如圖 1 所示。面積為 A、相對距離為 dx 的兩個液體平面以速度差，dv 相對移動時, 它們之間將產(chǎn)生抵抗內(nèi)部流動的趨勢和阻力即剪應力,牛頓流體的剪應力 F = F / A 與剪變率 S = dv / dx 之間是線性關(guān)系: F / S , 即為牛頓流體的粘度， 在溫度、壓力等相同條件下，其粘度不受剪切應力的影響，如圖 2 所示。但是化工行業(yè)的大部分流體為非牛頓體，且多為剪切變稀流體，如圖 3。非牛頓流體由結(jié)構(gòu)和分子量互不相同的分子組合而成，因此剪切速率的變化將影響其測定值，這就給粘度的測
定帶來一定困難。
聚合反應常通過加熱或者加催化劑的方法來進行反應，在聚合反應接近終點的時候反應速度迅速，需要進行精確控制（聚合反應見圖 4）。國內(nèi)很多聚酯生產(chǎn)廠家都遇到聚合反應時間控制不好的問題，以前常采用參考攪拌機電流，或采樣到實驗室檢測的辦法，攪拌電流大小需要有經(jīng)驗的工人師傅，而且只能做為大致參考，并不能做到精細控制，實驗室采樣檢測時間相對滯后，常常不能夠及時停止反應終點，因而造成產(chǎn)品不合格批次的產(chǎn)生，給工廠造成了很多可以避免的損失。前幾年國內(nèi)行業(yè)龍頭企業(yè)采用了 Hydramotion 海默生XL振動式在線粘度計連續(xù)的在線粘度監(jiān)測方法，淘汰了傳統(tǒng)的離線實驗室粘度檢測方法后，現(xiàn)在可以正確判斷聚合反應的正確粘度和溫度參數(shù)，有效的控制了不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。其公司采用的在線粘度計安裝方式是反應釜壁直接安裝，安裝在反應釜接近釜底位置（見圖 5），操作人員通過電子顯示器觀察到反應過程中粘度隨時間變化的曲線，及時控制反應進程（見圖 6）。
圖 5.某公司在線粘度計安裝的現(xiàn)場圖片
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釜內(nèi)聚合物分子量的粘度值。聚合反應周期一般為 12‐24 小時， 通常反應開始時每 2‐4h 取樣一次，臨近反應終點時取樣次數(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，清理反應釜，準備下一次間歇反應。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)測反應粘度。操作人員可以觀察到真實的聚合反應周期它甚至可在產(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。在線粘度計與離線粘度計的良好相關(guān)性見圖 7。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的特點，例如各反應釜間的重復性、質(zhì)量控制和工藝條件。實際上，在線粘度計測量的重復性相當高，可運行 5～6 個產(chǎn)品間歇反應，可以預示每個反應釜在某個時間的粘度讀數(shù)，從而可進行相應的工藝調(diào)整。
Hydramotion XL 振動式在線粘度計結(jié)構(gòu)簡單，測量準確，沒有任何活動件，不會結(jié)垢，清洗方便。工作時，探針在等頻功率下振動，振幅根據(jù)流體粘度的不同而有所變化。處理器將捕捉到振幅改變，將信號處理成可以識別的粘度信號，顯示在顯示屏上，操作者可以連續(xù)的觀察反應進程狀況。
