特性粘度测量的重要性

了解特性粘度 (IV) 测量方法、PET 的使用、树脂加工、最终产品试验、回收以及特性粘度测量仪器。
特性粘度测量的重要性
简介
PET的聚合链的长度决定了材料的分子量还有物理性质,使PET成为一个有用的包装材料。特性粘度(IV)是聚合物分子量的量度,因此反映了材料的熔点、结晶度和拉伸强度。 

IV 作为特定应用中的选择正确PET 等级的一个参数部分,并供应链的不同环境中测量。在各个阶段都会进行材料测试,从开发新聚合物的研发实验室和从聚合塔抽出样品的化工企业直到想要控制过程和成品质量的加工商。二十四小时的生产线和回收商定期检测来料树脂、烘干机和挤出机以及最终成品。由于如此多样的应用和测量环境,一种简单、安全、准确和可重复的测量方法是极为重要的。 


特性粘度(IV)的测量方法 
使用比如达文波特 PETPlus 特性粘度仪的专用仪器利用聚合物从一个口模挤出的原理是一种独一无二的非溶剂方法满足以上这些需求。对于基于溶剂的技术和无模吹制方法来说,这个一种强大的技术替代方案。卤化溶剂溶解聚合物的方法在溶剂购买和处理方面都是高成本的。 

包括使用溶剂的健康和安全要求、对环境的考虑和需要专业人员来进行这些测试(必须在实验室里进行)等其他因素,使非溶剂法更受欢迎,而非溶剂法也被世界上主要的树脂生产商和加工商使用并被视为一个测量PET和其他吸湿性聚合物IV值的有效方法。 

无模吹制法并没有要求测量材料本身的 IV。根据树脂供应商和注塑与吹塑制模机制造商的经验,它是显示无模吹塑到一定尺寸能力的间接方法。材料的许多特性参数都会随时间和环境条件改变,而材料的 IV 则不会。 PETPlus 特性粘度仪性能稳健且在生产车间易于使用。一旦样品被烘干后,可以在不到20分钟内完成测试。在生产间执行的常规检测让熟练的实验室工作人员有更多时间进行其他工作。研发实验室、技术支持部门和 PET 的工厂也可以使用该仪器来监测聚合过程的关键阶段。  


PET 的用处
目前 PET 的最大应用是可乐和碳酸饮料、矿泉水和食用油、化妆品和个人护理产品的包装瓶。这些产品使用高 IV 的 PET。在纤维和纺织工业中使用的聚酯是非晶态或低 IV 的 PET。不合格的高 IVPET废料可以回收或再次加工成纤维或捆扎带。非晶态和晶体等级的 PET 被挤压成片材或薄膜,主要用于包装行业。它们的应用决定了 拉伸、破裂、冲击或温度规范越高,它的 IV 也越高。它的应用包括了捆扎带、感光胶片、录像带和食物托盘。PET 片材被热压成型为冰柜、烤箱或微波炉食物盛放、预备的零食或飞机餐的托盘以及医疗器材的包装。医疗设备本身也可以由 PET 或类似的聚酯所制成,注射成型为植入和其它的设备。 

树脂的处理
正确处理 PET 是很困难的,所以国际加工商检查它们的整个过程,不承担任何风险。树脂可以在卸载之前进行测试,以节省时间或检查回收料或者树脂混合物。PETPlus 可显示 IV 测量的趋势,简单快捷地以完整的统计分析和搜索设施比较供应商和批次之间的结果。加工商也可以通过实验室来料干燥树脂与工厂干燥样品的比较监测烘干器里的渐变,从而在问题变得严重之前采取行动。PETPlus 的聚合物粒子转移器可存储多达10种从烘干机拿出的干燥样品好几天。从结果看来 IV 的下降与水分含量是成比例的。 

PETPlus 测试方法是一种模仿挤出过程的物理测试方法。由于所有的聚合物在处理过程中会降解,在每个测试结束时都会引入降解速度。降解率越低使树脂的处理更加一致。溶剂法没有这种能力。熔融的聚合物可以从生产线传送到 PETPlus,并在 20 分钟内得到结果。

使用令人不满意的材料的经济学上讲是显著的。想想看,加工商的每天产量是重 48 克的 20000 个颗粒。如果由于'不符合规范“或没有充分的干燥材料而损失一整天的产量,那么就有 960 公斤的原料(9.6 吨)被浪费,而且还会失去20000颗粒的销售收入。避免这些就可快速收回购买 PETPlus 仪器的成本。由于不需要专业人员使用这台设备,,节省了昂贵且耗时的实验室开销。

最后的产品检测
虽然树脂的IV在生产过程中需要使用,该生产过程本身亦会影响最终产品的 IV。所以最终产品也应该测试,以便在生产过程中做出调整。实际上任何产品在处理之后可以粉碎、烘干然后检测,以测量IV的下降。工业研磨机可用于把产品碎成小片,然而使用颗粒研磨机磨成颗粒或粉末,以便准备烘干。有两种标准的烘干方法:对于直径在 0.5 和 1 毫米之间的PET颗粒在 150℃下烘干达 16-24 小时或PET粉末在于 170℃ 下烘干达 50 分钟。然后可以使用 PETPlus 测量该 IV。

回收
对于许多加工商而言,废料已经成为过去式。经过寻求理想混合配方的测试之后,工艺废料可以被重新使用或在进一步处理之前加入便宜的回收树脂。对于那些废料多于可使用回收料的关键产品的生产商,比如医疗器械行业,他们可以把废料碾碎并重新挤出成颗粒用于非关键产品,例如捆扎带。回收商能确定来料的等级,并使用 PETPlus 检测最终产品。

PETPlus 特性粘度测试仪
PETPlus 特性粘度测试仪 采用行之有效的独特非溶剂法来完成 PET常规测量。使用氮气压力将熔融的 PET从已校准的中挤出并记录和显示 LVDT 探针的位移与时间曲线。

系统测量最佳的流速并计算特性粘度。该仪器的 IV 测量范围是 0.43-1.43 并取决于口模的选择。该 PETPlus 也可以测量降解因子,并提供了批次的平均值和标准偏差。它可以在单机模式下操作或与具有强大功能IV 测量专用NEXYGENPlus PET数据分析软件包一起使用。  

PETPlus 与其他 Lloyd 仪器材料试验机(图2)使用通用的电器和软件,为实验室的合作伙伴提供这样的好处,比如操作商的熟悉,易用性,拉伸试验机和IV测试仪的结果兼容性