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）

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。