李祥燕
(安阳化学工业集团有限责任公司,河南 安阳455133)
[摘 要] 安阳化学工业集团有限责任公司300 kt/a瓶级聚酯装置采用中国纺织工业设计院的聚酯聚合和美国UOP公司的固相缩聚工艺,色值是生产过程中间控制的重要指标及产品品质判定等的必检项目,对其测定数据的稳定性、准确性等有着较高的要求。为此,安化公司对聚酯切片(基础切片、中间切片、瓶级切片)色值分析方法进行讨论,从样品的外观及颗粒特性、样品制备、仪器测试条件选择、样品放置时间、样品中水分等方面入手探究色值分析结果的影响因素,以统一分析操作标准,减少分析误差,提高分析数据的重现性。最终决定:基础切片、中间切片、聚酯产品(瓶级切片)采用直接测定法(即不采用烘干后测定法),省去了样品粉碎和干燥步骤,以节约分析时间、提高分析效率;但当与聚酯产品使用方存在争议时,则应尽量将色值测定条件予以统一。
[关键词] 瓶级聚酯切片;色值;干燥粉碎法;干燥法;直接测定法;分析误差;影响因素;应对措施
[中图分类号] TQ075+.1[文献标志码] B[文章编号] 1004-9932(2019)05-0058-05
0 引 言
安阳化学工业集团有限责任公司(简称安化公司)300 kt/a瓶级聚酯装置于2014年3月投产,采用中国纺织工业设计院的聚酯聚合和美国UOP公司的固相缩聚工艺。色值是聚酯生产过程中间控制的重要指标,也是产品品质判定等的必检项目,同时聚酯产品色值直接关系到下游产品加工的产品品质。
《纤维级聚酯切片(聚酯)试验方法》(GB/T 14190—2017)中规定色值的测定方法为A法(干燥粉碎法)和B法(干燥法),《瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯)树脂》(GB/T 17931—2003)中规定色值的测定采用A法(干燥法)。安化公司经过对不同粘度聚酯样品色值的分析,发现测定数据经常出现波动,为保证分析数据的稳定性及准确性,进行了大量的试验,以探究影响色值分析结果的因素,现简介如下。
1 样品名称释义
瓶级聚酯生产中需测定色值的样品有基础切片、中间切片(固相缩聚生产)和瓶级产品(瓶级切片)。
(1)基础切片:在聚合过程中产生的,为乙二醇、对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、催化剂及其他部分辅料合成,透明,粘度在0.600 0 dL/g(1 dL=0.1 L)左右,为无定型的高聚物。
(2)中间切片:在固相缩聚过程(预结晶、结晶、增粘过程)中产生的,不透明,部分结晶,为结晶度30%~50%的高聚物。
(3)瓶级产品:固相缩聚过程中增粘后冷却并传输至料仓的物料,不透明,粘度在0.800 0 dL/g左右,部分结晶,结晶度在50%~57%。
2 色值表示方法
聚酯的色值采取Hunter色系,通常用Lab表示。Hunter L、a、b 颜色空间是一个基于对立颜色学说的3-维矩形空间。
L(明度)轴——0 代表黑,100 代表白。
a(红-绿)轴——正值为红,负值为绿,0为中性色。
b(蓝-黄)轴——正值为黄,负值为蓝,0为中性色。
3 分析方法
《瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯)树脂》(GB/T 17931—2003)中规定,瓶级切片色值采用《纤维级聚酯切片分析方法》(GB/T 14190—1993)中的A法;《纤维级聚酯切片(聚酯)试验方法》(GB/T 14190—2017)中规定,色值测定共2种方法——A法和B法。
A法(干燥粉碎法)测试条件为D65光源,45/0照射,10°视场,以亨特表色系统表示,但样品不需要进行干燥处理。
3.1 A法(干燥粉碎法)
3.1.1 测定原理
试样经干燥、粉碎后用自动色差计测试试样色度,结果以Hunter Lab表示。
3.1.2 试验步骤
将试样放入鼓风干燥箱中,大有光聚酯(PET)切片在(140±5)℃加热60 min、半消光聚酯切片和全消光聚酯切片在(135±5)℃下加热30 min,取出冷却后,粉碎过筛;取350~833μm的颗粒放入样品杯内,使试样堆积紧密,放于测量孔上,测定试样的色度(L值、a值和b值)。每转动约120°进行测试,共测3点,取3点测定值的算术平均值作为测定结果。
3.2 B法(干燥法)
除试样不需要经过粉碎过筛步骤外,其余试验步骤同A法,需测2杯试样,取2杯试样测定结果的平均值作为测试结果。
3.3 分析误差(精密度及重现性要求)
国标规定,在重复性条件下获得的2次独立测定结果,L值的绝对差值不超过重复性限(2.0),b值的绝对差值不超过重复性限(0.6),a值的绝对差值不超过重复性限(0.4);超过重复性限的情况不超过5%。
4 色值分析误差的影响因素及应对措施
4.1样品的外观及颗粒特征
更多内容详见《中氮肥》2019年第5期