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      熱熔膠黏溫關(guān)系及在線黏度的測量與研究

      2017-08-08 03:01:47丁曉炯
      粘接 2017年7期
      關(guān)鍵詞:黏溫黏度計熱熔膠

      丁曉炯

      (笙威工程技術(shù)服務(wù)(上海)有限公司,上海 201399)

      熱熔膠黏溫關(guān)系及在線黏度的測量與研究

      丁曉炯

      (笙威工程技術(shù)服務(wù)(上海)有限公司,上海 201399)

      通過對熱熔膠樣品的實(shí)際測量,得出了黏溫關(guān)系及計算方法,提出在線黏度計測量時需要注意的問題。

      熱熔膠;黏度;黏溫關(guān)系;在線黏度計

      1 在線黏度測量的基本應(yīng)用

      在線黏度測量技術(shù)和應(yīng)用已有幾十年的歷史,許多工業(yè)生產(chǎn)過程中都需要進(jìn)行黏度的連續(xù)自動測量與控制[1~3]。

      2 在線黏度測量中存在的問題

      在生產(chǎn)過程的在線黏度測量解決方案中,常用旋轉(zhuǎn)法或震動法進(jìn)行在線黏度測量。選擇測量方法時,不能只看工藝條件中的溫度、壓力、黏度范圍和安裝要求等,而應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的流變學(xué)特性來選擇。

      目前,在線測量經(jīng)常會發(fā)生測量結(jié)果不理想的情況,最常見的有:①在線測量數(shù)據(jù)沒有規(guī)律,和設(shè)想的趨勢不一致;②在線測量結(jié)果和試驗室測量數(shù)據(jù)無法直接對比;③流程工藝條件的波動或不一致,造成測量結(jié)果無法判斷。這些問題產(chǎn)生的原因,主要還在于對流體的流變特性、測量方法的原理以及后續(xù)數(shù)據(jù)處理方法的不了解,只讀取實(shí)時的黏度信號,沒有對數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理。針對后續(xù)的數(shù)據(jù)處理[4,5],在線黏度測量中的選型、溫度補(bǔ)償?shù)葐栴},在一些文獻(xiàn)中都有論述[6~8]。熱熔膠是一種可塑性的黏合劑,常溫呈固體狀態(tài),加熱融化后能快速粘接,熱熔膠在一定溫度范圍內(nèi)其物理狀態(tài)隨溫度改變而變化,研究熱熔膠溫度和黏度之間的關(guān)系,可以掌握不同熱熔膠生產(chǎn)和使用過程中的過程控制和使用工藝控制,通過對在線黏度的控制,可以得到均勻、穩(wěn)定和一致的產(chǎn)品。本研究就熱熔膠在線黏度計使用時的黏溫關(guān)系,用實(shí)例展開研究和討論。

      3 測試過程及結(jié)果

      測試樣品:熱熔膠。

      測試用儀器:SRV-STD在線黏度計。

      (1)測試過程:將熱熔膠樣品放入實(shí)驗室黏度計的電子加熱器中加熱至180 ℃,保持5 min,插入SRV-STD探頭,人工記錄溫度、黏度數(shù)據(jù),待出現(xiàn)最高溫度點(diǎn)后,停止加熱,繼續(xù)人工記錄溫度、黏度等數(shù)據(jù),到130 ℃時停止記錄。

      (2)測試數(shù)據(jù)如圖1和表1所示。

      圖1 熱熔膠的黏溫關(guān)系圖Fig.1 Viscosity and temperature diagrams of hot melt adhesive

      由表1可知:測試結(jié)果和溫度的關(guān)系十分明確,溫度上升、黏度下降;溫度下降、黏度上升,而在相同溫度下的黏度基本一致。

      (3)黏溫關(guān)系分析

      圖2為熱熔膠的黏溫關(guān)系計算圖。通過對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn):該樣品的黏溫關(guān)系比較清晰,符合樣品黏溫關(guān)系的一般規(guī)律,在小范圍內(nèi)可以認(rèn)為是線性關(guān)系,而在大范圍內(nèi)更接近非線性關(guān)系,這種黏溫關(guān)系對以后在線測量時進(jìn)行溫度補(bǔ)償計算是需要的。

      圖3為黏溫補(bǔ)償結(jié)果圖。經(jīng)計算,2種不同黏溫曲線的補(bǔ)償結(jié)果比較接近,但還略有不同,經(jīng)統(tǒng)計,線性補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果和非線性補(bǔ)償結(jié)果的相對偏差分別為1.164%、0.432%,因此,建議采用非線性補(bǔ)償計算方法。在后續(xù)的實(shí)際生產(chǎn)控制中,通過對溫度補(bǔ)償進(jìn)行計算,就可在反應(yīng)溫度變化條件下得到指定溫度下的黏度,通過讀取這一黏度值,可以連續(xù)觀測反應(yīng)過程中的黏度變化,找到反應(yīng)過程的連續(xù)變化規(guī)律,確定不同產(chǎn)品的不同反應(yīng)終點(diǎn),為保證產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性,提供實(shí)時、連續(xù)和自動測量非常必要。以此案為例,控制點(diǎn)即為150 ℃,2 055 mPa·s。

      表1 溫度、黏度和150 ℃補(bǔ)償計算后的黏度結(jié)果Tab.1 Results of temperature,viscosity and viscosity obtained by 150℃ compensation calculation

      圖2 熱熔膠的黏溫關(guān)系計算圖Fig.2 Calculation of viscosity-temperature relationship of hot melt adhesive

      圖3 黏溫補(bǔ)償結(jié)果圖Fig.3 results of viscosity-temperature compensation

      4 結(jié)論

      (1)熱熔膠的黏度和溫度之間的關(guān)系可以通過測量得到。

      (2)溫度對黏度的影響可以通過黏溫補(bǔ)償計算進(jìn)行歸一化處理。

      (3)根據(jù)不同物料的流變特性和測量要求,選取相應(yīng)的在線黏度計[7],再加上后續(xù)的黏度-溫度補(bǔ)償計算[8]和實(shí)驗室數(shù)據(jù)對比,就可以在生產(chǎn)現(xiàn)場直接進(jìn)行測量并輸出、顯示需要的結(jié)果,這樣就可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的在線黏度測量。

      [1]陳惠釗.粘度測量[M].北京:中國計量出版社,2003.142-166,227-247.

      [2]丁曉炯.在線粘度測量中的流變學(xué)問題[A]//中國石油和化工自動化第九屆技術(shù)年會論文集[C],2010.

      [3]丁曉炯.粘度測量和在線粘度計的應(yīng)用[J].中國化工裝備,2005,6(z1):276-279.

      [4]丁曉炯.聚合物反應(yīng)的在線粘度測量解決方案[A]//北京粘接學(xué)會第二十四屆學(xué)術(shù)年會暨粘接劑、密封劑技術(shù)發(fā)展研討會論文集[C],2015.

      [5]丁曉炯.日化、家化生產(chǎn)的在線粘度測量解決方案[J].輕工科技,2015,32(12):47-49.

      [6]丁曉炯.聚合物在線流變測量解決方案[J].精細(xì)與專用化學(xué)品,2015,23(12):19-22.

      [7]丁曉炯.在線粘度計實(shí)際選型和使用中需要注意的問題[J].廣東化工,2016,43(17):125-127.

      [8]丁曉炯.在線粘度測量過程中的黏溫補(bǔ)償方法應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備,2016,11(10):216-218.

      Study on viscosity-temperature relationship of hot melt adhesive and online viscosity measurement

      DING Xiao-jiong
      (SunWilen Engineering Technology Service Co., Ltd., Shanghai 201399, China)

      The online viscosity measurements are used in many industries already. This article introduced a example of the actual viscosity measurement of hot melt adhesive sample, then obtained the viscosity-temperature relationship and the calculation method of viscosity. Several problems required attention during the online viscometer measurement were proposed.

      hot melt adhesive; viscosity; viscosity-temperature relationship; online viscometer

      TQ436+.4

      A

      1001-5922(2017)07-0052-03

      2016-02-08

      丁曉炯(1967-),男,工程師,主要從事實(shí)驗室和在線儀器的測量技術(shù)及應(yīng)用。E-mail:tech@sunwilen.com。

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