红外法聚丙烯等规分析方法

聚丙烯酰胺（PAM）是指由丙烯酰胺单体均聚或与其他单体共聚而成的一类聚合物，通常是由丙烯酰胺单体头尾键接而成，工业也把聚丙烯酰胺分子链中丙烯酰胺单体的含量高于50%的聚合物统称为聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺在常温下为坚硬的玻璃态固体，由于制法不同，产品有白色粉末、半透明珠粒和片状等，具有良好热稳定性。由于聚丙烯酰胺分子侧链存在有酰胺基团，它能以任意比例溶于水，且有很高的反应活性。可以对其进行交联、接枝、改性等，使得聚丙烯酰胺成为水溶性高分子中应用最广泛的聚合物之一，目前广泛应用于石油开采、污水处理、食品加工、农业等领域，被誉为“百业助剂”。石油开采和污水处理是聚丙烯酰胺应用的主要领域：聚丙烯酰胺作为润滑剂、悬浮剂、粘土稳定剂、驱油剂、降失水剂和增稠剂，在钻井、酸化、压裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中都有广泛应用，同时聚丙烯酰胺在水处理中也常用于生活污水处理，化工废水，有机化学污水的解决。国标GB/T 17514-2017和GB/T 31246-2014中规定了水处理剂领域中聚丙烯酰胺的质量标准，使用乌氏粘度法测量聚丙烯酰胺的特性黏度及黏均分子量是其中的关键检测内容。这一点在石油的行业标准中也有体现。乌氏粘度法由于它独有的优势被应用于聚丙烯酰胺等材料的质量控制中，但传统的手动黏度测定方法仍存在诸多弊端。随着生产企业以及研发机构等对于实验数据高标准、高精度、高效率的要求，全自动乌氏粘度仪已逐步取代传统手动测试方法。以杭州卓祥科技有限公司的IV8000系列全自动在线稀释型乌氏粘度仪、MSB系列多位溶样块、ZPQ智能配液器一整套黏度测试设备为例。IV8000X系列全自动在线稀释型乌氏粘度仪相较于传统的手动测试方法：⑴ 拥有更高的温控精度以及均匀度：IV8000X系列乌氏粘度仪所使用的HCT系列高精度恒温浴槽的温控精度优于“±0.01℃”，让实验得出的数据更精准，数据重复性更稳定。⑵ 特殊的检测方式：采用不锈钢铠装光纤，可满足测试不同颜色的样品，耐腐蚀，且使用寿命长。⑶ 粘度管不再是耗材：仪器自动排废液、清洗并干燥粘度管，粘度管无需从浴槽中取出，粘度管不易损坏，减少耗材成本支出。同时具有废液分类收集功能，减少废液回收成本及避免因多种废液混合导致的风险。⑷ 实验流程自动化：IV8000X系列自动稀释型乌氏粘度仪在 “单点法”的测量过程中能实现自动测量-自动排液-自动清洗-自动干燥的自动化实验流程，在“多点法”的测量过程中每个测量位都具有连续测量、在线自动稀释样品、自动混匀、自动清洗/干燥等功能，在多次测量及清洗干燥整个过程中无需人员看管。

聚丙烯（PP）是一种廉价的结晶聚合物，易于被塑造成不同的形状，并且非常坚固，具有耐化学腐蚀和防水性能。因此，它是生产最广泛的塑料之一，可用于包装，可作为混凝土结构的添加剂、电缆的绝缘层，还可用作医用防护设备（如口罩）的原材料。差示扫描量热法用于评估聚丙烯的热性能通过加热塑料直至熔融而使聚丙烯部件塑造成型。由于随后的冷却会影响材料的结晶度，因此必须进行控制以确保获得合适的材料性能，如脆性。差示扫描量热法（DSC）可用于评估聚丙烯的温度依赖性以及冷却曲线和添加剂对材料结晶度的影响。日立测试了几件聚丙烯样品，以演示如何使用差示扫描量热法测试聚丙烯在不同加工条件下的性能变化情况。实验装置我们使用商用聚丙烯片材作为样品，并使用日立推出的DSC7020仪器评估其热性能。第一项测试旨在评估晶体结构的温度依赖性。为此，我们评估了分别经历4种不同热处理过程的4件聚丙烯样品： 样品1：未处理样品2：加热至110ºC，随后淬火样品3：加热至115ºC，随后淬火样品4：加热至120ºC，随后淬火。随后在差示扫描量热仪中依次对每件样品进行评估。将它们在氮气气氛下以10ºC/ min的速度从室温加热至200ºC。差示扫描量热法的测试结果如下图所示：从结果可看出，所有样品均在160ºC左右出现吸热峰，这与聚丙烯的熔融状态相对应。如果查看右边显示放大部分的曲线图，则可看出4条曲线之间的差异。未处理的样品所对应的曲线是平滑的，而经热处理的样品所对应的曲线则显示出非常小的吸热峰，非常接近其相应的热处理温度。这表明每种热处理会产生不同的晶体结构。通过优化注塑成型线温度，可控制最终产品的机械性能以及与其相关的加工成本。接下来，我们将使用差示扫描量热法评估聚丙烯不同冷却曲线的结晶时间。相同的聚丙烯样品在氮气气氛下被加热至200ºC熔化。随后将它们淬火至不同温度，并在该温度下保持15至50分钟。下图显示了在不同淬火温度下的差示扫描量热法测量结果。该图表明聚丙烯结晶会在每个保持温度下有一个放热峰。保持温度越低，则峰越尖，结晶时间越短。相反，如若在淬火过程中保持温度越高，则峰越宽，结晶时间越长。这是因为较高的温度使结晶更加困难，从而增加了结晶时间。由于结晶时间的增加会减慢生产速度并可能影响最终产品的性能（例如脆性），因此对其进行优化至关重要。最后，我们将演示如何使用差示扫描量热法评估添加剂对结晶性能的影响。使用A和B两件不同的聚丙烯样品，其中样品B含有添加剂。将两件样品加热至200ºC，随后在125ºC的保持温度下淬火。下图显示了差示扫描量热法的输出信息：可看出这两件样品完成结晶所需的时间有明显差异。含有添加剂的样品（B）在2分钟内完成结晶，而样品A则需要更长的时间。采用此方法可实现按照所用添加剂对结晶效果进行评估。由于添加剂很昂贵，因此需确保所使用的是正确的添加剂，并且用量准确，从而为最终的产品提供所需的性能。经上述实验证实，差示扫描量热法在优化聚丙烯成型过程中的处理时间和温度方面的作用至关重要。了解更多关于日立差示扫描量热仪系列的信息此次分析所使用的仪器是DSC7020，这是一种高灵敏度、多功能的分析仪，可用于多种应用领域，包括聚合物表征。差示扫描量热仪系列包含一项独特的熔炉设计，能提供顶*级的基线平整度，以及一个RealView摄像系统，可在屏幕上实时显示材料性能。

聚丙烯（PP）是一种廉价的结晶聚合物，易于被塑造成不同的形状，并且非常坚固，具有耐化学腐蚀和防水性能。因此，它是生产最广泛的塑料之一，可用于包装，可作为混凝土结构的添加剂、电缆的绝缘层，还可用作医用防护设备（如口罩）的原材料。差示扫描量热法用于评估聚丙烯的热性能通过加热塑料直至熔融而使聚丙烯部件塑造成型。由于随后的冷却会影响材料的结晶度，因此必须进行控制以确保获得合适的材料性能，如脆性。差示扫描量热法（DSC）可用于评估聚丙烯的温度依赖性以及冷却曲线和添加剂对材料结晶度的影响。日立测试了几件聚丙烯样品，以演示如何使用差示扫描量热法测试聚丙烯在不同加工条件下的性能变化情况。实验装置我们使用商用聚丙烯片材作为样品，并使用日立推出的DSC7020仪器评估其热性能。第一项测试旨在评估晶体结构的温度依赖性。为此，我们评估了分别经历4种不同热处理过程的4件聚丙烯样品： 样品1：未处理样品2：加热至110oC，随后淬火样品3：加热至115oC，随后淬火样品4：加热至120oC，随后淬火。随后在差示扫描量热仪中依次对每件样品进行评估。将它们在氮气气氛下以10oC/ min的速度从室温加热至200oC。差示扫描量热法的测试结果如下图所示：从结果可看出，所有样品均在160oC左右出现吸热峰，这与聚丙烯的熔融状态相对应。如果查看右边显示放大部分的曲线图，则可看出4条曲线之间的差异。未处理的样品所对应的曲线是平滑的，而经热处理的样品所对应的曲线则显示出非常小的吸热峰，非常接近其相应的热处理温度。这表明每种热处理会产生不同的晶体结构。通过优化注塑成型线温度，可控制最终产品的机械性能以及与其相关的加工成本。接下来，我们将使用差示扫描量热法评估聚丙烯不同冷却曲线的结晶时间。相同的聚丙烯样品在氮气气氛下被加热至200oC熔化。随后将它们淬火至不同温度，并在该温度下保持15至50分钟。下图显示了在不同淬火温度下的差示扫描量热法测量结果。该图表明聚丙烯结晶会在每个保持温度下有一个放热峰。保持温度越低，则峰越尖，结晶时间越短。相反，如若在淬火过程中保持温度越高，则峰越宽，结晶时间越长。这是因为较高的温度使结晶更加困难，从而增加了结晶时间。由于结晶时间的增加会减慢生产速度并可能影响最终产品的性能（例如脆性），因此对其进行优化至关重要。最后，我们将演示如何使用差示扫描量热法评估添加剂对结晶性能的影响。使用A和B两件不同的聚丙烯样品，其中样品B含有添加剂。将两件样品加热至200oC，随后在125oC的保持温度下淬火。下图显示了差示扫描量热法的输出信息：可看出这两件样品完成结晶所需的时间有明显差异。含有添加剂的样品（B）在2分钟内完成结晶，而样品A则需要更长的时间。采用此方法可实现按照所用添加剂对结晶效果进行评估。由于添加剂很昂贵，因此需确保所使用的是正确的添加剂，并且用量准确，从而为最终的产品提供所需的性能。经上述实验证实，差示扫描量热法在优化聚丙烯成型过程中的处理时间和温度方面的作用至关重要。了解更多关于日立差示扫描量热仪系列的信息此次分析所使用的仪器是DSC7020，这是一种高灵敏度、多功能的分析仪，可用于多种应用领域，包括聚合物表征。差示扫描量热仪系列包含一项独特的熔炉设计，能提供顶*级的基线平整度，以及一个RealView摄像系统，可在屏幕上实时显示材料性能。预知更多关于差示扫描量热法测试聚合物材料表征的信息，请参加7月28日下午14:00-15:00关于“热分析的基本原理及案例分析”的网络讲堂。详情请关注”日立分析仪器“官方微信公众号。