王 娟,趙 均
(1.中國石油化工股份有限公司洛陽分公司,河南洛陽 471012;2.洛陽石化聚丙烯有限責(zé)任公司,河南洛陽 471012)
纖維含油率是滌綸長絲的一個(gè)重要指標(biāo)。長絲油劑主要由各種表面活性劑、潤滑劑等組成。主要作用是改善纖維的拉伸性、集束性、耐磨性、耐熱性及抗靜電性等,使纖維上油后能夠順利卷繞,絲筒成型良好,機(jī)織順利進(jìn)行。上油不勻直接影響纖維的條干不勻、染色不勻及產(chǎn)生毛絲。因此控制纖維含油率直接決定纖維將來的服用性能。
洛陽石化長絲含油率檢驗(yàn)采用的是英國牛津公司的核磁共振儀(MQA7020)。核磁法測試化纖含油率檢測過程中一個(gè)主要因素是檢量線的準(zhǔn)確設(shè)定。在常溫下,化學(xué)纖維是固體,纖維油是液體,纖維發(fā)出的磁信號(hào)比纖維油發(fā)出的信號(hào)衰減快,從兩者的差異即可通過數(shù)學(xué)方法分離出各自的磁信號(hào)。由于信號(hào)強(qiáng)度與檢測區(qū)內(nèi)氫原子的數(shù)量成正比,在其它條件不變的情況下,信號(hào)值S1與纖維質(zhì)量成正比,信號(hào)值S2與油劑質(zhì)量成正比。由此可知纖維含油率(質(zhì)量比)與信號(hào)比S1/S2線性相關(guān),只要選取幾個(gè)含油纖維樣品,就可通過線性回歸法得到纖維含油率和信號(hào)比S1/S2的函數(shù)關(guān)系。設(shè)定出檢量線,以后只要測纖維樣品的磁信號(hào),就可計(jì)算出含油率。
儀器:MQA7020核磁共振儀,快速萃取器,烘箱,天平(0.0001g)。試劑:乙醚(AR),德國雙 S生產(chǎn)的型號(hào)POY1600油劑,日本竹本公司生產(chǎn)的型號(hào)POY3307油劑,日本竹本公司生產(chǎn)的型號(hào)FDY1641油劑。
為確定不同油劑處理前后對(duì)檢測結(jié)果的影響,本文對(duì)長絲裝置使用的主要油劑POY1600油劑、POY3307油劑、FDY1641油劑處理前后分別制作檢量線。
稱取2 g左右的油劑,在105℃ ±2℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘3 h,恒重。即得到烘后油劑,同時(shí)可算出其有效成分,結(jié)果見表1。
表1 POY1600、POY3307、FDY1641三種油劑的有效成分
從表1可以看出,在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,POY1600、FDY1641有效成分較高,POY3307有效成分較低。
各取6個(gè)3 g±0.15 g左右的無油絲(從噴絲板出來沒有上油的絲)試樣,分別加入一定量的型號(hào)為POY1600、POY3307、FDY1641 油劑,根據(jù)其有效成分換算成純油劑,配制成不同含油率的點(diǎn)(其中包括一個(gè)含油率為“0”的點(diǎn),即一個(gè)不加油的無油絲試樣)。在核磁共振儀上測試其信號(hào),以核磁信號(hào)作縱坐標(biāo),含油率作橫坐標(biāo),繪制檢量線。
用烘后油劑代替原油按照檢量線Ⅰ的制作方法制作檢量線Ⅱ。
POY1600的油劑檢量線Ⅰ見圖1。
圖1 POY1600檢量線Ⅰ
POY1600的油劑檢量線Ⅱ見圖2。
圖2 POY1600檢量線Ⅱ
取5組含有型號(hào)為POY1600絲,分別用兩條檢量線測試含油率,并與快速萃取法對(duì)比,測定結(jié)果見表2。
表2 兩種檢量線測試含油與快速萃取法對(duì)比
由表2可以看出,對(duì)于含有POY1600的油劑纖維的含油率測試時(shí),用原油或烘后油劑制作的檢量線測試含油率測試誤差均在10%以下,在允許誤差范圍內(nèi)??梢缘贸鼋Y(jié)論:使用原油還是烘后油劑制作檢量線對(duì)含有POY1600油劑的纖維,含油測定結(jié)果非常接近,這主要由于POY1600油劑有效成分較高,因此可以采用原油制作檢量線。
FDY1641的油劑檢量線Ⅰ見圖3。
圖3 FDY1641檢量線Ⅰ
FDY1641的油劑檢量線Ⅱ見圖4。
圖4 POY1600檢量線Ⅱ
取5組含有型號(hào)為FDY1641絲,分別用兩條檢量線測試含油率,并與快速萃取法對(duì)比,測定結(jié)果見表3。
表3 兩種檢量線測試含油與快速萃取法對(duì)比
由表3可以看出,對(duì)于含有FDY1641的油劑的纖維進(jìn)行含油率測試時(shí),測試誤差在10%以下,在允許誤差范圍內(nèi)。同樣可以得出結(jié)論:使用原油還是烘后油劑制作的檢量線對(duì)含有FDY1641油劑的纖維,其含油率測定結(jié)果非常接近,這主要由于FDY1641油劑有效成分較高,因此可以采用原油制作檢量線。
POY3307的油劑檢量線Ⅰ見圖5。
圖5 POY3307檢量線Ⅰ
POY3307的油劑檢量線Ⅱ見圖6。
圖6 POY3307檢量線Ⅱ
取5組含有型號(hào)為POY3307絲,分別用兩條檢量線測試含油率,并與快速萃取法對(duì)比,測定結(jié)果見表4。
由表4可以看出,兩種檢量線對(duì)含有POY3307油劑的纖維含油率影響很大。而用烘后油劑的檢量線測得的含油率誤差在10%以下。這是由于POY3307油劑有效成分較低。因此,對(duì)于含有POY3307油劑的纖維只能用烘后油劑制作檢量線,才能保證測量的準(zhǔn)確性。
表4 兩種檢量線測試含油與快速萃取法對(duì)比
由于核磁儀對(duì)環(huán)境要求較高,周圍不能由鐵質(zhì)物質(zhì)或易被磁化的物質(zhì);否則將影響測試結(jié)果。
在檢量線的制作過程中,油劑的稱量、纖維的丟失,測試管污染,以及人手直接觸摸測試管刻度線以下,都會(huì)造成檢量線的不準(zhǔn)確。
由于型號(hào)POY1600、FDY1641的油劑有效成分較高,可以直接采用原油制作檢量線。型號(hào)為POY3307的油劑有效成分較低,因而只能采用烘后油劑制作檢量線,才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。手工制作檢量線時(shí),存在人為誤差,需要定期校驗(yàn)。油劑品種更換時(shí),必須更換油劑曲線。檢量線的制作是影響核磁法測試的主要因素,它直接決定著測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。