摘要:在滌綸部的聚酯切片(PET)連續生產過程中,特性黏度控制的好壞直接決定成品的質量的優劣,一旦發生特性黏度控制超標產品就會降等,造成嚴重的經濟損失。因此如何有效的使用黏度計(海默生扭轉振動式黏度計),確保特性黏度控制穩定,在裝置生產中尤為重要。本文就是通過介紹黏度計,掌握黏度控制原理,從而正確的使用和維護黏度計;進而分析滌綸部聚酯裝置的日常生產數據,發現聚酯生產中黏度控制影響因素,為聚酯工藝控制提供參考,確保成品質量優良。
關鍵詞:特性粘度? ?黏度計 聚酯? 黏度? 維護
1 前 言
在滌綸部聚酯生產過程中,特性黏度控制的好壞直接決定成品的質量,一旦發生黏度控制超標產品就會降等,造成嚴重的經濟損失。如何有效的使用黏度計(海默生扭轉振動式黏度計),確保特性黏度的穩定,是保證裝置產品質量關鍵。
2 黏度的定義及分類
2.1 黏度的定義
黏度是指流體對流動的阻抗能力,采用動力黏度、運動黏度或特性度數來表示。
流體分牛頓流體和非牛頓流體兩類。牛頓流體流動時所需剪應力[物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時,在物體內各部分之間產生相互作用的內力,以抵抗這種外因的作用,并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。在所考察的截面,某單位面積上的內力稱為應力,同截面相切的稱為剪應力。]不隨流速的改變而改變,純液體和低分子物質的溶液屬于此類;非牛頓流體流動時所需剪應力隨流速的改變而改變,高聚物的溶液、混懸液、乳劑分散液體和表面活性劑的溶液屬于此類,因此事業部聚酯生產中的高聚熔體就是非牛頓流體。
2.2 動力黏度和特性黏度的定義及相互關系
動力黏度是指液體以1cm/s的速度流動時,在每1cm2平面上所需剪應力的大小, 單位是Pa·s,即10泊。
計算公式是:
在相同溫度下,液體的動力黏度與其密度的比值,再乘106,即得該液體的運動黏度,以mm2/s為單位。測量黏度的黏度計很多,我們經常用到的有毛細管式和旋轉式兩類黏度計。滌綸部1#聚酯裝置所使用的海默生在線黏度計,它用來在線測量的動力黏度、特性粘度。
特性黏度是,當高分子溶液濃度趨于零時的比濃粘度,是反映高分子特性的粘度,其值不隨濃度而改變,即分析室的黏度分析數據。在聚酯生產中,就是用特性黏度作為最終的黏度指標判斷依據。以本裝置為例,本裝置大有光切片的特性黏度的控制指標為0.675±0.010,3#聚酯裝置CP1全消光切片的特性黏度控制指標為0.685±0.010。在我們裝置的日常生產中,就是以分析室分析出的切片特性黏度為參照,通過調整在線黏度計的動力黏度控制值,實現的正常黏度指標。然而,我們只有了解了,特性黏度和動力黏度的測量方法,我們才能使用現有的的設備對產品黏度進行有效的控制。
3 海默生在線黏度計介紹
對于特性黏度的測量,質量分析室里有嚴密的測算步驟,分析數據較為科學、準確,排除人為因素、可靠性較高,本文對其測量方法不作介紹?,F在就海默生黏度計的測量原理為例,介紹T海默生黏度計是如何進行熔體動力黏度的測量和控制。海默生在線黏度計,是扭轉振蕩黏度計的簡稱,它具有一套精密的黏度測量系統,在線適時反映黏度測量值。
3.1 海默生黏度計的工作原理
海默生黏度計由帶法蘭的探頭( Probe) 和變送器兩大部分組成。探頭直接安裝在熔體管線上,探頭浸在工藝介質之中,以其諧振頻率等幅振蕩,由轉換器供給探頭的電源以啟動并維持其等幅振蕩。當黏性介質流過探頭時,由于介質的黏性拖住探頭而使其振幅衰減,介質黏度越高,拖力越大,為了維持探頭等幅振蕩所加的電能越多。海默生轉換器能檢測到系統中補充電能的變化,并將它轉換成與介質黏度成比例的4~ 20mA DC信號至DCS。
在線黏度計動力黏度與特性黏度的對應關系
聚酯裝置在線黏度計的雖然測定的是動力黏度下的黏度,但是在實際使用中在線黏度計已經將該動力黏度換算成特性黏度,因此在線黏度計測定出的動力黏度也可以稱為相對特性黏度,極大的方便了對產品黏度的控制。以表一下是在線黏度計和特性黏度的對照表,從表中可以看出當控制黏度是50%的時候,相對特性黏度為0.675的中心值。
溫度補償對黏度測量的影響
流體在不同溫度下對應黏度也不相同,以下是聚合熔體在不同溫度下的黏度對比曲線
?壓力補償在黏度測量的影響
黏度計的壓力補償范圍可達4. 9 MPa ,即由于熔體過濾器逐漸變臟,引起過濾器前壓力變化時,黏度計也將補償其壓力變化對黏度測量的影響,本裝置所使用的熔體過濾器前壓力變化范圍是(7.5MPa~15.5MPa),變化范圍已接近8MPa,壓力補償已不完全能夠消除壓力變化對黏度測量的影響,因此裝置必須合理安排熔體過濾器切換清洗的周期,消除壓力變化造成的黏度測試誤差,經驗值是14.5MPa時切換熔體過濾器清洗。
英國海默生在線粘度計技術參數: