1 介紹

1.1 聚(ju)酰(xian)胺(an)的質(zhi)量(liang)控制(zhi)

聚(ju)酰(xian)胺(an)是含(han)有(you)重復(fu)酰(xian)胺(an)鍵(jian)-CO-NH-的聚(ju)合(he)物(wu)，是重要的工(gong)程(cheng)聚(ju)合(he)物(wu)。已知(zhi)的主要用(yong)途是(shi)纖(xian)維應(ying)用(yong)，如(ru)生產(chan)尼龍(long)長(chang)筒(tong)襪(wa)和(he)其(qi)他(ta)服(fu)裝(zhuang)，地毯(tan)和(he)工(gong)業紡絲(si)。術(shu)語尼龍(long)是(shi)特定(ding)聚(ju)合(he)物(wu)聚(ju)酰(xian)胺(an) 6.6 的商品名稱(cheng)。然(ran)而，與(yu)此同(tong)時，這個術(shu)語(yu)也常被(bei)用(yong)作(zuo)線(xian)性(xing)脂肪(fang)族(zu)聚(ju)酰(xian)胺(an)的同(tong)義(yi)詞。

由於聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液的黏(nian)度取決於(yu)聚(ju)合(he)物(wu)的分(fen)子(zi)量(liang)，稀溶(rong)液黏(nian)度測定(ding)常(chang)用(yong)於聚(ju)合(he)物(wu)的質(zhi)量(liang)控制(zhi)。利(li)用(yong)這種技(ji)術(shu)，可(ke)以監測批(pi)次(ci)之(zhi)間(jian)的差異，也可(ke)以評估(gu)由加工引(yin)起的退(tui)化(hua)。比(bi)濃(nong)黏(nian)度是(shi)描(miao)述(shu)聚(ju)酰(xian)胺(an)質量(liang)的重要參數(shu)。它通(tong)常(chang)也稱為(wei)黏(nian)數(shu)(VN) 或(huo)施陶(tao)丁(ding)格(ge)函(han)數(shu)，是(shi)根(gen)據(ju) ISO 307 進(jin)行(xing)測量(liang)時的參(can)數(shu)。如(ru)方程(cheng)式(Eq.1)所(suo)示。比(bi)濃(nong)黏(nian)度 () 由純溶(rong)劑的運(yun)行(xing)時間(jian) (0)、聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液的運(yun)行(xing)時間(jian) () 及其(qi)濃(nong)度計(ji)算(suan)得(de)出。換句(ju)話(hua)說(shuo)，它是(shi)增比黏(nian)度(specific viscosity)除以聚(ju)合(he)物(wu)濃(nong)度。

1.2 用(yong) Lovis 測定(ding)稀(xi)溶(rong)液黏(nian)度由於其(qi)特殊的聚(ju)合(he)物(wu)軟件(jian)功能，Lovis 2000 M/ME 非常適(shi)合測定(ding)多(duo)種聚(ju)合(he)物(wu)參數(shu)。 使用(yong) Lovis 進行(xing)稀溶(rong)液黏(nian)度測定(ding)，測量(liang)小球在純溶(rong)劑和(he)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液中(zhong)的運(yun)行(xing)時間(jian)。通(tong)過自動比(bi)較(jiao)運行(xing)時間(jian)，Lovis 計(ji)算(suan)出相對黏(nian)度。

根(gen)據(ju)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液的相(xiang)對(dui)黏(nian)度和(he)濃(nong)度，可(ke)自動確(que)定(ding)特性(xing)黏(nian)度 (IV)、比(bi)濃(nong)黏(nian)度或(huo)比濃(nong)對數(shu)黏(nian)度等(deng)參(can)數(shu)。提(ti)示:當(dang)測量(liang)至少三種不(bu)同濃(nong)度梯度的聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液時，也可(ke)以使用(yong)“Lovis Polymer (Multi conc.)"方法(fa)確定(ding)平(ping)均摩(mo)爾(er)質量(liang)。為此，必(bi)須在測量(liang)之前知(zhi)道(dao) Mark-Houwink 參數(shu)並(bing)將其(qi)存(cun)儲(chu)在系統(tong)中(zhong)。

2 實驗

2.1 樣品(pin)

在本報告(gao)中(zhong)，壹(yi)種聚(ju)酰(xian)胺(an) 6.6(尼龍(long))樣(yang)品的比(bi)濃(nong)黏(nian)度是(shi)通過將聚(ju)合(he)物(wu)粉末(mo)溶(rong)解(jie)在間(jian)甲酚中來(lai)測量(liang)的。小貼(tie)士:用(yong)於溶(rong)解(jie)尼龍(long)等(deng)聚(ju)合(he)物(wu)的溶(rong)劑通常(chang)具有(you)很強的腐蝕性(xing)和(he)毒(du)性(xing)，必(bi)須小心使用(yong)。請仔細(xi)檢查(zha)所(suo)有(you)浸(jin)濕部(bu)件的耐(nai)化(hua)學性(xing)，防(fang)止測量(liang)系統(tong)被(bei)腐蝕。

2.2 樣(yang)品(pin)制備(bei)

樣(yang)品(pin)根(gen)據(ju)標(biao)準 ISO 307 制備(bei)。為(wei)此(ci)，將聚(ju)合(he)物(wu)在 95 ℃ 下(xia)幹燥(zao) 3 小時，然(ran)後(hou)將規定(ding)量(liang)(約 0.2500 g)的幹燥(zao)樣品(pin)稱入(ru) 50 mL 量(liang)杯中。 此(ci)外(wai)，放(fang)入(ru)聚(ju)四氟(fu)乙(yi)烯(xi)塗(tu)層的磁力攪(jiao)拌(ban)棒(bang)和(he)大(da)約加入(ru) 30 mL 間(jian)甲酚。 然(ran)後(hou)將混合(he)物(wu)在 50 ℃ 至 60 ℃下(xia)攪(jiao)拌(ban)，直(zhi)到聚(ju)合(he)物(wu)全部(bu)溶(rong)解(jie)並(bing)獲(huo)得澄清(qing)溶(rong)液。提(ti)示：確(que)保(bao)將溫(wen)度保(bao)持(chi)在間(jian)甲酚 (86 ℃) 的閃(shan)點(dian)以下(xia)，以避(bi)免形成爆炸(zha)性(xing)氣體(ti)。

當(dang)溶(rong)液冷(leng)卻(que)至室(shi)溫(wen)時，用(yong)磁性(xing)回收器(qi)移(yi)除攪拌(ban)棒(bang)並(bing)用(yong)溶(rong)劑洗滌，讓溶(rong)劑流回量(liang)杯中。然(ran)後(hou)，在量(liang)杯中加(jia)入(ru)溶(rong)劑至 50 mL 刻(ke)度(du)線(xian)，輕輕搖(yao)動使樣(yang)品溶(rong)液均壹(yi)，這使得(de)規定(ding)的聚(ju)酰(xian)胺(an)濃(nong)度約為 0.0050 g/ml。

2.3 儀器設(she)置測量(liang)是使用(yong) DMA 5000 M、Lovis 2000 ME 和(he) Xsample 530 的組(zu)合進行(xing)的。但(dan)是(shi)，對於(yu)此類聚(ju)合(he)物(wu)應(ying)用(yong)，只用(yong)不(bu)帶密(mi)度(du)測量(liang)單元(yuan) (DMA M) 的 Lovis 2000 M 就足夠了，因(yin)為(wei)所(suo)需(xu)的參(can)數(shu)可(ke)以僅根(gen)據(ju)相(xiang)對(dui)黏(nian)度(聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液與(yu)純溶(rong)劑小球運行時間(jian)比(bi))確定(ding)。

使用(yong) Xsample 530 減少(shao)了與(yu)間(jian)甲酚等(deng)有(you)害溶(rong)劑的接(jie)觸，實現了測量(liang)自動化(hua)和(he)提(ti)高了通量(liang)。在進行(xing)測量(liang)之前，請(qing)檢查(zha)所(suo)有(you)浸(jin)濕部(bu)件對(dui)待測樣(yang)品(pin)和(he)溶(rong)劑的耐(nai)化(hua)學性(xing)。 毛細(xi)管(guan)：1.8 mm 玻(bo)璃(li)材(cai)質 • 小球材(cai)質：鍍金(jin)不(bu)銹(xiu)鋼 • O 型密封(feng)圈(quan)：Kalrez® 提(ti)示:可(ke)以訂購(gou)耐化學性(xing)升級套(tao)裝(zhuang)，包(bao)括(kuo)壹(yi)批鍍金(jin)不(bu)銹(xiu)鋼球和(he) Kalrez® O 型(xing)密封(feng)圈(quan)，以增強耐化學(xue)性(xing)。

2.4 方法(fa)設(she)置

2.4.1 Lovis 設(she)置測量(liang)使用(yong)“Lovis Polymer (Multi conc.)"方法(fa)進行(xing)，設(she)置如(ru)下(xia): •測量(liang)模式:聚(ju)合(he)物(wu)(P) •溫(wen)度:25℃ •測量(liang)周期:3 •手(shou)動角(jiao)度(du):30° •測量(liang)距離(li):長(chang) •變(bian)異系數(shu):0.35% 聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液通(tong)常是剪(jian)切(qie)變(bian)稀的。因(yin)此(ci)，在不(bu)同的傾(qing)角下(xia)測量(liang)，由於剪切(qie)的變(bian)化，黏(nian)度會(hui)得到(dao)不(bu)同的結(jie)果(guo)。對於聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液等(deng)樣(yang)品，應(ying)選擇(ze)低傾(qing)角(例如(ru) 30°)以防(fang)止剪切(qie)變(bian)稀行(xing)為(wei)。

或(huo)者，可(ke)以執(zhi)行(xing)零剪(jian)切(qie)掃(sao)描(miao)(ZSS)。提(ti)示：使用(yong) ZSS，可(ke)以在不(bu)同角(jiao)度(du)進(jin)行測量(liang)，然(ran)後(hou)黏(nian)度會(hui)自動外(wai)推(tui)到(dao)零剪(jian)切(qie)。這種測量(liang)模式可(ke)用(yong)於更(geng)好地比(bi)較(jiao) Lovis 測量(liang)，例如(ru)，剪切(qie)變(bian)稀的樣(yang)品(pin)，以及使用(yong)玻(bo)璃(li)毛(mao)細(xi)管(guan)黏(nian)度計(ji)等(deng)儀器進(jin)行(xing)的測量(liang)。

2.4.2 Xsample 530

設(she)置對(dui)於此應(ying)用(yong)，可(ke)以選擇(ze)以下(xia) Xsample 530 設(she)置。 •進(jin)樣模式:壓(ya)力模(mo)式-自動 •排(pai)液方式:用(yong)洗液 3 排(pai)空至廢(fei)液缸(gang) •過量(liang)填充模式:自動對(dui)於(yu)清(qing)潔，可(ke)以使用(yong)表(biao) 1 中(zhong)顯(xian)示的設(she)置。為(wei)了獲(huo)得額(e)外(wai)的清(qing)潔效(xiao)果(guo)，可(ke)以在“專(zhuan)家設(she)置"中(zhong)激活(huo)針(zhen)頭(tou)浸(jin)入(ru)。建(jian)議(yi)將間(jian)甲酚等(deng)黏(nian)度較(jiao)高的溶(rong)劑連(lian)接(jie)到(dao)“Rinse 3"，並(bing)在沒有(you)溶(rong)劑入(ru)口(kou)過濾器的情(qing)況(kuang)下(xia)使用(yong)。在這種情(qing)況(kuang)下(xia)，液體(ti)必(bi)須全(quan)部(bu)不(bu)含(han)顆(ke)粒。

2.5 測量(liang)步驟(zhou)

在毛細(xi)管(guan)管(guan)理(li)中(zhong)安裝(zhuang)正確(que)的毛(mao)細(xi)管(guan)並(bing)使用(yong)間(jian)甲酚進行(xing)水平(ping)校(xiao)準後(hou)，使用(yong)“Lovis detailed"方法(fa)以 30° 的恒(heng)定(ding)角(jiao)度多次(ci)測量(liang)溶(rong)劑。隨後(hou)，這些(xie)測量(liang)的平(ping)均運(yun)行(xing)時間(jian)存(cun)儲(chu)在系統(tong)的聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)劑管(guan)理(li)中(zhong)作(zuo)為後(hou)續(xu)測量(liang)的參(can)考(kao)。接下(xia)來(lai)，在主屏幕(mu)的“樣(yang)品(pin)列表(biao)"選(xuan)項卡中選擇(ze)相應(ying)的方法(fa)和(he)快(kuai)速(su)設(she)置，並(bing)使用(yong)內部(bu)數(shu)據(ju)庫中的溶(rong)劑參考(kao)值(zhi)開(kai)始測量(liang)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液。提(ti)示：使用(yong) Lovis 2000 M/ME 執(zhi)行(xing)稀(xi)溶(rong)液黏(nian)度測定(ding)時，不(bu)需(xu)要毛細(xi)管(guan)校(xiao)正或(huo)正確(que)密(mi)度值(zhi)。在聚(ju)合(he)物(wu)測量(liang)簡短說(shuo)明(ming) (C72IB012EN) 中(zhong)查(zha)找有關(guan)此主題和(he)所(suo)有(you)聚(ju)合(he)物(wu)軟件(jian)功能(例如(ru)聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)劑管(guan)理(li))的更(geng)多(duo)信(xin)息(xi)。

2.6 清(qing)洗(xi)

在測量(liang)純間(jian)甲酚後(hou)，剩(sheng)余的溶(rong)劑隨空(kong)氣(qi)從(cong)系統(tong)中(zhong)排出，並(bing)使用(yong)下(xia)表(biao)所(suo)示的設(she)置用(yong)甲醇(chun)和(he)乙(yi)醇(chun)清(qing)潔系統(tong)。

聚(ju)合(he)物(wu)測量(liang)後(hou)，聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液用(yong)間(jian)甲酚排出，並(bing)根(gen)據(ju)表(biao) 1 中(zhong)描(miao)述(shu)的程(cheng)序(xu)清(qing)潔系統(tong)。為(wei)此，按(an)以下(xia)順序(xu)使用(yong)溶(rong)劑：

溶(rong)劑 1: 間(jian)甲酚

溶(rong)劑 2: 甲醇(chun)

溶(rong)劑 3: 乙(yi)醇(chun)

提(ti)示:如(ru)果(guo) 350 秒(miao)的幹燥(zao)時間(jian)不(bu)夠，請觀(guan)察幹燥(zao)過程(cheng)和(he)結(jie)果(guo)，並(bing)據(ju)此(ci)選(xuan)擇(ze)合適(shi)的幹燥(zao)時間(jian)。通(tong)過使用(yong)壓(ya)縮空氣(qi)，幹燥(zao)時間(jian)可(ke)以大大(da)縮短(duan)。

3 結(jie)果(guo)與(yu)討(tao)論

可(ke)以證(zheng)明(ming)，Lovis 2000 M/ME 可(ke)以輕松確定(ding)聚(ju)酰(xian)胺(an)(聚(ju)酰(xian)胺(an) 6.6，尼龍(long))的比(bi)濃(nong)黏(nian)度等(deng)參(can)數(shu)。通(tong)過預定(ding)義(yi)的聚(ju)合(he)物(wu)方法(fa)和(he)自動計(ji)算(suan)所(suo)有(you)感(gan)興(xing)趣(qu)的參(can)數(shu)，Lovis 有(you)助於(yu)顯(xian)著(zhu)減少(shao)操作(zuo)員的時間(jian)。下(xia)表(biao)中(zhong)顯(xian)示的平(ping)均值(zhi)和(he)精(jing)度數(shu)據(ju)是(shi)從(cong)中(zhong)間(jian)進(jin)行清(qing)潔的三次(ci)測量(liang)中獲(huo)得的。

使用(yong)相同(tong)的儀器設(she)置，對(dui) PA 6.6 進行了六(liu)次(ci)進(jin)壹(yi)步測量(liang)，得到的結(jie)果(guo)標準偏差為 0.36%。溶(rong)解(jie)在間(jian)甲酚中的尼龍(long)樣(yang)品的測量(liang)結(jie)果(guo)與(yu)本報告(gao)中(zhong)描(miao)述(shu)的設(she)置相(xiang)得益彰(zhang)。聚(ju)合(he)物(wu)樣品(pin)的各(ge)個運(yun)行時間(jian)之(zhi)間(jian)的小偏差表(biao)明(ming)清(qing)潔充分(fen)並(bing)且(qie)沒有發(fa)生樣(yang)品殘(can)留。

4 總(zong)結(jie)

Lovis 2000 M 和(he) Xsample 530 的儀器組(zu)合非常(chang)適(shi)合聚(ju)合(he)物(wu)溶(rong)液的測量(liang)，所(suo)有(you)接液部(bu)件對(dui)所(suo)用(yong)樣品(pin)和(he)溶(rong)劑具有(you)化(hua)學耐(nai)受性(xing)。或者，如(ru)果(guo)還對密(mi)度(du)、動力黏(nian)度或(huo)運動黏(nian)度等(deng)參(can)數(shu)感(gan)興(xing)趣(qu)，則(ze)可(ke)以將 DMA xx00 M 系列(lie)的密(mi)度(du)計(ji)用(yong)作(zuo)主儀器。使用(yong) Xsample 可(ke)減少(shao)與(yu)間(jian)甲酚等(deng)有(you)害溶(rong)劑的接(jie)觸，並(bing)實現自動化(hua)並(bing)提(ti)高樣(yang)品通(tong)量(liang)。