PET聚酯切片特性黏度測試方法綜述

曹 睿，陳錦國，李紅華

(中國石化儀征化纖有限責(zé)任公司，江蘇儀征 211900)

在PET的生產(chǎn)和科研中，經(jīng)常要測定其分子量，其中最常用的方法是黏度法。液體黏度是分子間內(nèi)摩擦力的函數(shù)，一般測試的是黏度系數(shù)，簡稱黏度。各種流體的黏度數(shù)據(jù)，主要由實(shí)驗(yàn)測得。常用的黏度計(jì)有毛細(xì)管式、落球式、錐板式、轉(zhuǎn)筒式等[1-3]。對于乙醇、四氯化碳等黏度較小的流體，可以采用毛細(xì)管黏度計(jì)測量[4]；而對于蓖麻油、機(jī)油等黏度較大的液體，常用落球法測定[5]。

黏度是流體黏滯性的一種量度，黏度大表示內(nèi)摩擦力大，分子量大，碳?xì)浣Y(jié)合多。黏度參數(shù)的測定，對于預(yù)測產(chǎn)品生產(chǎn)過程的工藝控制、產(chǎn)品在使用時(shí)的操作性等具有重要的指導(dǎo)價(jià)值，在印刷、醫(yī)藥、石油、汽車等諸多行業(yè)有著重要的意義。

隨著聚酯工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國聚酯切片生產(chǎn)已形成相當(dāng)?shù)囊?guī)模，除了纖維級切片，還有瓶級、膜級、工業(yè)絲切片等等，特性黏度可以用來表征高分子聚合物分子量[6]，反映聚酯的聚合度[7]，對聚酯生產(chǎn)、注塑工藝及產(chǎn)品質(zhì)量是十分重要的指標(biāo)[8-10]。因此，對于黏度的測試方法也在不斷補(bǔ)充和完善。

1 測試溶液

1.1 溶劑

1.1.1 溶劑種類

纖維級切片國標(biāo)GB/T 14190—2017[11]規(guī)定兩種溶劑，分別是苯酚/四氯乙烷(1∶1)和苯酚/四氯乙烷(3∶2)；瓶片國標(biāo)GB/T 17931—2018[12]規(guī)定一種溶劑，即苯酚/四氯乙烷(3∶2)；ASTM D 4603—03[13]規(guī)定一種溶劑，即苯酚/四氯乙烷(3∶2)；ISO 1628—5[14]標(biāo)準(zhǔn)采用苯酚/1,2-二氯苯(1∶1)、苯酚/四氯乙烷(3∶2)、鄰氯苯酚、間甲酚、二氯乙酸、苯酚/2,4,6三氯苯酚(3∶2)六種溶劑。

特性黏度試驗(yàn)是一項(xiàng)物理化學(xué)條件試驗(yàn)，因此，測試數(shù)據(jù)在進(jìn)行比較時(shí)，應(yīng)采用相同的標(biāo)準(zhǔn)、相同的溶劑，否則比較不具有實(shí)際意義。

1.1.2 溶劑的質(zhì)量控制

通常測試PET特性黏度所使用的溶劑為混合溶劑苯酚/1,2二氯苯(1∶1)、苯酚/四氯乙烷(3∶2)、苯酚/四氯乙烷(1∶1)，溶劑的比例對特性黏度的測試結(jié)果存在顯著影響[11]，必須嚴(yán)格控制。配制的混合溶劑質(zhì)量對測試結(jié)果有明顯的影響，因此，標(biāo)準(zhǔn)中都對溶劑質(zhì)量有明確的管控要求。

GB/T 14190—2017規(guī)定采用密度測量方式進(jìn)行質(zhì)量管控，苯酚/四氯乙烷(1∶1)要求在(25±0.02)℃時(shí)其密度范圍為(1.280±0.003)g/cm3、苯酚/四氯乙烷(3∶2)要求在(25±0.02)℃時(shí)其密度范圍為(1.235±0.003)g/cm3；ASTM D 4603—03要求試劑是分析純或化學(xué)純，水分含量最高為0.5%；ISO 1628—5要求單獨(dú)試劑是分析純，混合試劑配制時(shí)稱量精度達(dá)到或超過1%。

為進(jìn)一步探究溶劑密度與特性黏度之間的關(guān)系，陳錦國等[13]進(jìn)行了不同溶劑密度下的瓶級聚酯切片標(biāo)準(zhǔn)樣品和纖維級聚酯切片標(biāo)準(zhǔn)樣品特性黏度測試的實(shí)驗(yàn)，溶劑密度每變化0.001 g/cm3，瓶級聚酯切片標(biāo)準(zhǔn)樣品同比變化0.02～0.03 dL/g，纖維級聚酯切片標(biāo)準(zhǔn)樣品同比變化0.01～0.02 dL/g，且兩者成正比關(guān)系。另外，由于苯酚的質(zhì)量難以控制(苯酚易氧化和含水)，實(shí)際測試黏度時(shí)密度需要控制在中心值以上。例如：瓶級切片特性黏度分析溶劑密度應(yīng)控制在1.235～1.238 g/cm3范圍時(shí)較為合適，根據(jù)季節(jié)及試劑質(zhì)量可以進(jìn)行微調(diào)[14]。

另外，即使控制好溶劑的密度，聚酯切片標(biāo)樣值在日常測試時(shí)有時(shí)也較低。2005年，韓春艷等[15]提出，控制溶劑的含水率是十分必要的。纖維級聚酯切片和瓶級聚酯切片溶劑不同含水量[16]測試結(jié)果如表1、表2所示。

表1 溶劑不同水含量下瓶級聚酯切片特性黏度(標(biāo)準(zhǔn)值為0.849 dL/g)

表2 溶劑不同水含量下纖維級聚酯切片特性黏度(標(biāo)準(zhǔn)值為0.672 dL/g)

當(dāng)瓶級聚酯切片中水含量由0.3%增加到0.5%時(shí)，其特性黏度出現(xiàn)了明顯的下降，平均下降了0.013(平均值有0.849下降到0.836)，因此水含量應(yīng)控制在0.3%以下；對于纖維級聚酯切片，溶劑中的水分含量應(yīng)控制在0.5%以下，否則會導(dǎo)致特性黏度測試值的嚴(yán)重超差。

溶劑中的水分不僅會導(dǎo)致聚酯切片在加熱溶解過程中的水解，并且四氯乙烷遇水也會促進(jìn)其分解，造成配制好的溶劑失效而無法使用，需嚴(yán)格控制溶劑中的水含量。除此之外，需注意由于環(huán)境濕度較大(梅雨天氣)、切片存放時(shí)間較長、切片前處理使用液氮等因素的影響[17]，導(dǎo)致切片表面吸附水分，從而引入到加熱溶解過程中，也會引起其分解，造成特性黏度測試值低。ASTM D 4603中提出在(65±5)℃下干燥2 h去除表面水分；GB/T 14190—2017中提出了一個(gè)更為快捷的方法，將切片用丙酮清洗并在80 ℃下放置15～20 min即可將表面水分去除。

1.2 溶液濃度

聚酯切片(PET)特性黏度測試最大的影響因素是溶液的濃度[18]。過高或者過低的溶液濃度都將對其特性黏度產(chǎn)生較大的影響。通常在用的計(jì)算公式只適應(yīng)于稀溶液，溶液濃度過高會導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確；溶液濃度過低，則會導(dǎo)致溶液與黏度計(jì)毛細(xì)管壁的吸附力明顯降低，相對黏度的誤差較大。大多數(shù)聚酯切片的分子量在2萬左右，因此測定特性黏度時(shí)的溶液濃度一般在0.5 g/100 mL時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差最小[19]。而影響溶液濃度的因素主要有兩個(gè)：稱樣量和加液體積。在將PET配成稀溶液(C=0.5 g/100 mL)的基礎(chǔ)上，ASTM D 4603—03、GB/T 14190—2017、GB/T 17931—2018以及意大利SINCO公司COBARR分析方法[23]中稱樣量分別為(0.25±0.002 5)g 、120～130 mg、120～130 mg、70～80 mg。由于瓶級聚酯切片特性黏度較高，COBARR分析方法中減少稱樣量對分析是必要的，但70～80 mg只有120～130 mg的一半，僅考慮稱樣量這一項(xiàng)影響因素，分析誤差就比纖維級聚酯切片要大一倍。因此，王美祖等[16]對稱樣量展開了研究。稱樣量為70～90 mg時(shí)特性黏度的分析偏差為120～130 mg時(shí)的3倍，為0.002 1。稱樣量控制在120～130 mg是較為合適的。需要強(qiáng)調(diào)的是，標(biāo)準(zhǔn)中都要求，無機(jī)物或其他添加劑的含量超過0.5%(質(zhì)量比)時(shí)，需要在制備測試溶液時(shí)予以考慮。并且要求測定樣品中有諸如填料、玻璃纖維等無機(jī)物的準(zhǔn)確含量，帶入公式計(jì)算。

另外，為保證稀溶液的濃度為0.5 g/100 mL，需準(zhǔn)確加入溶劑25 mL。ASTM D 4603和ISO 1628—5對于加液體積的控制采用容量瓶定量的方法，這對于較少量的樣品測試是很準(zhǔn)確的。GB/T 14190—2017中規(guī)定使用移液管或者加液器加入25 mL。但是由于溶劑自身黏度的影響，用移液管移取25 mL實(shí)際上大約為24.9 mL[20]。2016年，徐艷敏等[21]提出通過準(zhǔn)確稱量25.0 ℃下25 mL溶劑質(zhì)量的方法代替移取體積的方法，有效地消除了體積誤差，降低了體積的影響。

2 樣品處理

2.1 切片的粉碎

纖維級聚酯切片特性黏度低，不需要進(jìn)行前處理直接溶解即可；但是瓶級聚酯切片與其存在明顯差異，結(jié)晶度高，較難溶解。GB/T 17931—2003中規(guī)定將切片置于液氮中冷卻10 min后用粉碎機(jī)粉碎不超過30 s過篩，取0.5～0.6 mm間的篩余物進(jìn)行測試，一定程度上保證了測試的穩(wěn)定性。但由于瓶級聚酯切片具有皮芯結(jié)構(gòu)[22]，那么0.5～0.6 mm間的篩余物并不能代表整體，并且由于粉碎時(shí)間不同、粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速不同、人員不同等因素影響，實(shí)驗(yàn)室間再現(xiàn)性差。瓶級聚酯切片表面增黏幅度大，結(jié)晶度高，容易粉碎，因此顆粒更細(xì)。相反的，內(nèi)層難粉碎，顆粒更粗[23]，這也正是實(shí)驗(yàn)室間再現(xiàn)性差的原因。對于特殊的高黏產(chǎn)品，可以采取延長粉碎時(shí)間至40 s的方法以獲得更細(xì)的顆粒，從而進(jìn)一步增加切片與溶液的接觸面積，促進(jìn)溶解[24]。

2.2 切片的溶解條件

切片的溶解溫度對結(jié)果具有一定影響，ASTM D 4603條款10.3規(guī)定溶解溫度為(110±10)℃，GB/T 14190—2017中規(guī)定纖維級聚酯切片溶解溫度為90～100 ℃，GB 17931—2018中規(guī)定瓶級聚酯切片溶解溫度為(110±10)℃。以前溶解多采用的方式為磁力加熱攪拌器，該方式的優(yōu)點(diǎn)是升溫速度快，樣品加熱溫度可以設(shè)置，并且可以實(shí)現(xiàn)攪拌。王美祖等[14]曾就磁力加熱攪拌器的控溫精度展開了一系列的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示控溫精度為10 ℃的磁力加熱攪拌器并不能完全滿足聚酯切片特性黏度測試的需求，其測試瓶級聚酯切片時(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到了0.009 0，需選擇控溫精度小于5 ℃的磁力加熱攪拌器，測試效果較優(yōu)。

但是傳統(tǒng)的磁力加熱攪拌器主要是依靠底部受熱，并且受樣品瓶底部厚度、拱起形狀等因素影響受熱不均，存在降解的情況，對測試的準(zhǔn)確性造成了一定的影響。ASTM D 4603—03中提出將樣品瓶放在不銹鋼燒杯中再進(jìn)行加熱。2008年，陳錦國等[13]報(bào)道，纖維級聚酯切片采用水浴溶解的方式可以大大降低樣品溶解的誤差，瓶級聚酯切片則可以采用油浴的方式，選擇甘油作為介質(zhì)效果佳。但是采用水浴或者油浴會存在升溫速度較慢的缺點(diǎn)。2019年，李祥燕報(bào)道[25]，采用金屬浴加熱攪拌器可以同時(shí)兼顧恒溫加熱均勻、加熱溫度可以設(shè)置、控溫精度高(±1 ℃)、升溫速度快，除此之外，還具有多個(gè)樣品可以同時(shí)加熱、污染小、清潔等優(yōu)點(diǎn)，并且還有效地避免了水浴加熱所產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入溶液中影響特性黏度的測試。

除溶解溫度會對特性黏度的測試造成影響外，溶解時(shí)間也會帶來較大的影響，隨著溶解時(shí)間的增長，聚酯發(fā)生熱解、水解等降解反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂，從而降低了分子量，使測得的特性黏度降低[26]。對于特性黏度在0.600 dL/g左右的纖維級聚酯切片，完全溶解的時(shí)間為18 min，對于特性黏度在0.800 dL/g左右的瓶級聚酯切片，完全溶解的時(shí)間為24 min[25]，若溶解時(shí)間超過30 min，則需要重新制樣。但是對于一些聚合度大，結(jié)晶度高的切片，具有很強(qiáng)的抗溶解力，可以將溶解溫度提高到145 ℃，溶解20 min即可[27]。

3 樣品測試

3.1 黏度計(jì)水浴槽的溫度精度

纖維級聚酯切片特性黏度測試方法國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14190規(guī)定黏度計(jì)水浴槽的溫度控制范圍為(25±0.05)℃，GB/T 17931規(guī)定黏度計(jì)水浴槽的溫度控制范圍為(25±0.02)℃，ASTM D 4603規(guī)定黏度計(jì)水浴槽的溫度控制范圍為(30±0.01)℃。一般，測定25 ℃時(shí)高聚物分子量的準(zhǔn)確度高一些[28]。

黏度是溫度的函數(shù)，當(dāng)溫度上升時(shí)，分子間的相互作用力減弱，使得內(nèi)摩擦力減小，溶液的流動性增加，因此特性黏度減小。為進(jìn)一步探究特性黏度受溫度影響的程度，王美祖等進(jìn)行了水浴槽溫度波動對瓶級和纖維級切片黏度測試的影響的實(shí)驗(yàn)[14]。當(dāng)溫度波動為0.05 ℃時(shí)，纖維級聚酯切片特性黏度最大誤差為0.003 dL/g，瓶級聚酯切片特性黏度最大誤差達(dá)到了0.006 dL/g，當(dāng)溫度波動為0.1 ℃時(shí)，纖維級聚酯切片特性黏度最大誤差為0.005 dL/g，瓶級聚酯切片特性黏度最大誤差達(dá)到了0.011 dL/g。因此國標(biāo)中對于聚酯切片水浴槽的溫度嚴(yán)格控制波動范圍是很有必要的，可在水浴槽中配備一支校正過的高精度的溫度計(jì)，用于水浴溫度的校正。

3.2 毛細(xì)管黏度計(jì)

泊肅葉公式是黏度測定的基礎(chǔ)，該公式導(dǎo)出了液體流經(jīng)毛細(xì)管的體積流速和黏度的關(guān)系：

(1)

(2)

式中η是液體的黏度，g/(cm·s)；ν是在時(shí)間t內(nèi)流出的液體體積，mm3；r是毛細(xì)管的半徑,mm；l是毛細(xì)管的長度，mm；P是使液體流動的壓力差，Pa。

使用該公式需注意：(1)被測液體的流動是黏性流動，不存在湍流；(2)被測液體在管壁沒有滑動；(3)促使流動的力均用于克服液體間的摩擦。但是實(shí)際上被測液體在流動時(shí)也得到了動能，這部分帶來的能量消耗，須予以校正，即動能校正[29]；(4)在毛細(xì)管入口和出口處的兩端，管徑大小，液體的流速分布與管的中部是略有不同的，從而影響單位時(shí)間流出的體積，需要進(jìn)行末端校正。

理論上，應(yīng)用毛細(xì)管黏度計(jì)測定液體的黏度時(shí)，通常要進(jìn)行幾項(xiàng)校正：動能校正項(xiàng)、流出體積校正項(xiàng)、表面張力校正項(xiàng)和末端校正項(xiàng)。但實(shí)際工作中都認(rèn)為這些項(xiàng)目可以忽略。這就要求黏度管必須清洗干凈(可采用三氯甲烷和丙酮先后清洗即可，如果測試時(shí)發(fā)現(xiàn)測定值不平行，則可采用濃硫酸-重鉻酸鉀(1∶1)浸泡12 h后用清水洗滌[25])、樣品溶解后需要過濾、毛細(xì)管尺寸、流出時(shí)間符合規(guī)定。

ASTM D 4603—03、GB/T 14190—2017和ISO 1628—1—2009規(guī)定黏度計(jì)毛細(xì)管直徑為0.88 mm，國內(nèi)聚酯廠家普遍使用的黏度計(jì)毛細(xì)管直徑有0.95 mm、 0.88 mm 和0.84 mm等規(guī)格，而黏度計(jì)毛細(xì)管直徑越小，特性黏度則越大，因此，楊天翠等[30]對此展開了研究，發(fā)現(xiàn)毛細(xì)管直徑在0.95～0.84 mm之間時(shí)，特性黏度的測試結(jié)果相差很小，可以滿足測試精度的需求。但是需要注意的是一旦選定不宜輕易變更。實(shí)際工作中采用國標(biāo)法測試黏度，一般控制溶劑流出時(shí)間t0大于120 s基本能夠滿足要求。

3.3 環(huán)境溫濕度

實(shí)驗(yàn)室中對于環(huán)境溫濕度的控制較為嚴(yán)格，一般來說對特性黏度測試結(jié)果沒有顯著的影響，另外，在特殊天氣下，如南方的梅雨季節(jié)，或者環(huán)境濕度大于90%的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注意環(huán)境濕度對于特性黏度測試的影響。當(dāng)環(huán)境濕度大于80%時(shí)，由于聚酯切片表面水分較高，測試值出現(xiàn)明顯的下降，并且平行性明顯變差，這種情況下應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行干燥處理，再進(jìn)行測試[15]。

同樣的，環(huán)境溫度對特性黏度測試結(jié)果也沒有顯著的影響，但是應(yīng)當(dāng)注意強(qiáng)的空氣對流以及氣溫驟變的時(shí)候。當(dāng)溫度較低時(shí)(低于25 ℃)，特性黏度測定的溶劑(苯酚/四氯乙烷=3∶2)易發(fā)生結(jié)晶，使得測試結(jié)果重現(xiàn)性較差，因此特性黏度的測試應(yīng)當(dāng)位于有暖氣、空調(diào)并且對流較弱的環(huán)境中[25]。

3.4 計(jì)算公式

3.4.1 Huggins公式

GB/T 14190—2017規(guī)定苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷(1∶1)作溶劑的試驗(yàn)，采用Huggins公式計(jì)算。即：

(3)

式中[η]為液體的特性黏度，dL/g;ηsp為增比黏度；c為溶液的濃度，g/100 mL。

3.4.2 Billmeyer公式

GB/T14190—2017規(guī)定苯酚/1,1,2,2一四氯乙烷(3∶2)作溶劑的試驗(yàn)，其結(jié)果按Billmeyer公式計(jì)算：

(4)

式中ηr為相對黏度。

兩個(gè)黏度計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果存在差異，Huggins公式的計(jì)算結(jié)果一般高0.006 dL/g。但由于黏度計(jì)算公式是近似公式，這個(gè)差值實(shí)際是很小的。

3.4.3 濃度校正

GB/T14190—2017和ISO 1628都規(guī)定，如試樣中含有無機(jī)材料或其它添加劑，其中任何一個(gè)量超過0.5%時(shí)，稱量范圍按公式(5)計(jì)算。

(5)

式中m是試樣的質(zhì)量，g;Wi是試樣中無機(jī)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；W0是試樣中其他添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

試樣在溶液中的濃度c按公式(6)計(jì)算，單位為克每百毫升(g/100mL)。

(6)

3.4.4 F因子計(jì)算法

儀化公司引進(jìn)吉瑪裝置時(shí)，特性黏度測試采用F因子查表計(jì)算的方法，其中：

F=250/4(ηr-1+3lnηr)

(7)

[η]=F/w(mg)

(8)

需要說明的是，F(xiàn)因子查表計(jì)算法與Billmeyer公式基本一致，只是在最后一位有效數(shù)字取舍上有時(shí)會有差異，但差異極小。

特性黏度計(jì)算公式為近似公式，采用不同的公式，計(jì)算結(jié)果會有差異，實(shí)際工作中需加以關(guān)注。

在分析全消光等含添加劑的樣品時(shí)，必須優(yōu)化稱樣量，并根據(jù)無機(jī)材料或其它添加劑的含量，對濃度進(jìn)行校正。

做分析外來樣品時(shí)，如果確認(rèn)其含有無機(jī)材料或其它添加劑，需要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行濃度校正。否則，按照正常情況處理。當(dāng)然，有必要事先與客戶溝通，在合同中予以說明是否采用濃度校正。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)樣品的使用

黏度測試是條件試驗(yàn)，影響因素較多，因此，正確使用標(biāo)準(zhǔn)樣品對控制實(shí)驗(yàn)室檢測水平顯得非常重要。

標(biāo)準(zhǔn)切片是與試樣同時(shí)進(jìn)行分析的控制物質(zhì)，用于評價(jià)測試方法、校準(zhǔn)儀器、檢查和消除實(shí)驗(yàn)室之間的系統(tǒng)誤差、建立測量體系的質(zhì)量保證、建立測量溯源性和作為測定工作標(biāo)準(zhǔn)。需要說明的是，不能用標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)值進(jìn)行校正。只要標(biāo)樣的分析數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)值控制范圍內(nèi)，就說明實(shí)驗(yàn)室的能力是受控的。PET標(biāo)樣沒有校正功能。

PET是高分子材料，隨著時(shí)間的變化，其黏度會衰減，因此，不能一直沿用標(biāo)樣證書的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，瓶片黏度每年會衰減0.001 dL/g左右。建議有條件的企業(yè)采用瓶片和纖維級切片兩個(gè)標(biāo)樣定期進(jìn)行標(biāo)定。

3.6 不同黏度測試體系的數(shù)值關(guān)系

ISO 1628—5標(biāo)準(zhǔn)采用苯酚/1,2-二氯苯(1∶1)、苯酚/四氯乙烷(3∶2)、鄰氯苯酚、間甲酚、二氯乙酸、苯酚/2,4,6三氯苯酚(3∶2)六種溶劑，并在附錄A給出了四種溶劑體系黏度值換算公式。實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，基本上沒有實(shí)驗(yàn)室采用此換算公式，因?yàn)闇y試數(shù)據(jù)的誤差會導(dǎo)致?lián)Q算時(shí)把誤差放大。

GB/T 14190—2017在附錄A以資料性附錄的形式給出兩種不同比例溶劑特性黏度測試方法的數(shù)值關(guān)系，如表3所示，可以供實(shí)際工作參考使用。

表3 幾種不同黏度測試方法的數(shù)值關(guān)系表

北京燕山石化公司聚酯廠中心實(shí)驗(yàn)室在1994年的聚酯切片標(biāo)準(zhǔn)及測試技術(shù)研討會資料中也給出了四種不同比例溶劑特性黏度測試方法的數(shù)值關(guān)系，可供參考，如表4所示。

表4 幾種不同黏度測試方法的數(shù)值關(guān)系(水浴槽溫度(25±0.01)℃)

ASTM D 4603—03方法采用苯酚/四氯乙烷(3∶2)溶劑，測試水浴槽溫度為30 ℃。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，同樣的溶劑，25 ℃的黏度測試值比30 ℃的黏度測試值高0.020～0.025 dl/g左右。

3.7 重復(fù)性和再現(xiàn)性

重復(fù)性(r)是指對同一樣品、同一個(gè)操作人員采用同樣的設(shè)備、在同一實(shí)驗(yàn)室，同一天測試兩個(gè)結(jié)果之間的允許最大差值。再現(xiàn)性(R)是指對同一樣品、不同操作人員采用不同的設(shè)備、在不同的實(shí)驗(yàn)室測試的兩個(gè)結(jié)果之間的允許最大差值。如果兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的兩個(gè)測試數(shù)據(jù)差值大于R，則可判斷兩個(gè)結(jié)果不平行。

國標(biāo)GB/T 14190—2017和GB/T 17931—2018均給出了重復(fù)性和再現(xiàn)性限的數(shù)據(jù)，便于實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制應(yīng)用。

需要說明的是，不要不經(jīng)意間將一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的重復(fù)性誤差變成再現(xiàn)性誤差，更不能變成多個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的再現(xiàn)性誤差。為此，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行黏度測試時(shí)用一套黏度管、一臺黏度計(jì)、一根溫度計(jì)、一瓶溶劑，溶劑專人配制、專人管理。

3.8 其他

(1) 溶劑的均勻性對特性黏度有很大的影響，溶劑混合不均勻，使得特性黏度的測試結(jié)果變異系數(shù)大、精密度降低、重復(fù)性差，并且若攪拌時(shí)間不充分，溶劑也容易分層，在日常分析中，應(yīng)當(dāng)將溶劑混合均勻后，放在磁力攪拌器上持續(xù)攪拌[31]。

(2) 不同孔徑的過濾網(wǎng)篩對特性黏度的測試結(jié)果也會造成影響。目數(shù)過大的濾網(wǎng)過濾速度慢，且很容易發(fā)生堵塞；目數(shù)過小的濾網(wǎng)則會導(dǎo)致毛細(xì)管內(nèi)壁結(jié)垢，測試結(jié)果不平行。采用200目的金屬砂網(wǎng)可以獲得平行性與重復(fù)性均良好的結(jié)果[32]。

(3) 溶劑應(yīng)保存在棕色玻璃瓶中，定期測試溶劑的流出時(shí)間，如果超出溶劑配置后測量的溶劑流出時(shí)間的1%，則應(yīng)重新配制新的溶劑[16]。

(4) 需關(guān)注黏度差異大的樣品的測試次序，遇到這種情況，最好的辦法是用一根黏度管單獨(dú)測試，測試結(jié)束后，將黏度管進(jìn)行清洗，然后再測試正常樣品。

4 結(jié) 論

a) 為了保證切片特性黏度測試的準(zhǔn)確性，需要嚴(yán)格控制溶劑中的水分含量低于0.5 %，并且測定時(shí)溶液濃度應(yīng)控制在0.5 g/100 mL以保證測試誤差最小。

b) 樣品溶解時(shí)應(yīng)選擇控溫精度在±1 ℃的加熱攪拌器，并嚴(yán)格控制溶解時(shí)間，纖維級聚酯切片控制在18 min，瓶級聚酯切片控制在30 min。

c) 對于毛細(xì)管黏度計(jì)的選擇，應(yīng)選擇t0測試大于120 s的黏度計(jì)。

d) 水浴槽溫度的波動對特性黏度的測試具有很大的影響，纖維級聚酯切片測試需要溫度控制精度達(dá)到±0.05 ℃，瓶級聚酯切片測試需要溫度控制精度達(dá)到±0.02 ℃。

e) 為了更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量，建議采用瓶級聚酯切片和纖維級聚酯切片兩個(gè)標(biāo)樣定期進(jìn)行標(biāo)定。