Spôsob merania viskozity roztokov polymérov pomocou ultrazvukového viskozimetra

Číslo patentu: 218164

Dátum: 15.09.1984

Autori: Burdová Katarína, Figura Zdeno, Porubská Mária

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález sa týka hodnotenia roztokových vlastností plastických látok. Rieši spôsob merania viskozity polymérov, s výhodou zriedených roztokov pomocou ultrazvukového viskozimetra. Podstata vynálezu spočíva v tom, že ultrazvuková sonda, s citlivosťou pre oblasť nízkych hodnôt viskozít sa ponorí do vytemperovaného roztoku polyméru a odčíta sa napäťový signál vyvolaný tlmením ultrazvukových kmitov prostredím, ktorý je závislý na súčine dynamickej viskozity a mernej hmotnosti prostredia. Napäťový signál sa po korekcii na nulovú polohu pretransformuje pomocou kalibračného grafu buď na absolútnu hodnotu dynamickej viskozity, alebo na hodnotu viskozitného čísla, zodpovedajúceho hodnote nameranej na kapilárnom viskozimetri. Vynález je možné využiť v podnikoch na výrobu a spracovanie polymérov, kde sa viskozimetrické merania za účelom kontroly produktov vykonávajú počas cele] prevádzky.

Text

Pozerať všetko

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY (45) Vydané 15 09 34(75) ,Autor vynálezu BURDOVÁ KATARINA RNDr., NITRA, FIGURA ZDENO ing. csc., BOŠÁCA, PORUBSKÁ MÁRIA ing., NITRA(54) Spôsob merania viskozity roztokov polymérov pomocou ultrazvukového viskozimetraVynález sa týka hodnotenia roztokových vlastností plastických látok. Rieši spôsob merania viskozity polymérov, s výhodou zriedených roztokov pomocou ultrazvukového viskozimetra. Podstata vynálezu spočíva v tom,že ultrazvuková sonda s citlivosťou pre oblast nízkych hodnôt viskozít sa ponorí do vytemperovxainého roztoku polyméru a odčita sa napäťový signál vyvolaný tlmením ultrazvukových kmitov prostredím, ktorý je závislý na súčine dynamickej viskozity a mernej hmotnosti prostredia. Napäťový signál sa po korekcii na nulovú polohu pretrąnsformuje pomocou kalíbračného grafu bud na absolútnu hodnotu dynamickej viskozity, alebo na hodnotu viskozitného čísla, zodpovedajúceho hodnote nameranej na kapilárnom viskozimetri. Vynález je možné využiť V podnikoch na výrobu a, spracovanie polymérov,kde sa viskozímetrické merania za účelom kontroly produktov vykonávajú počas celej prevádzky.Vynálezsa týka spôsobu merania viskozity zriedených roztokov polymérov pomocou ultrazvukového viskozímetra s upravenou citlivostou sondy.Dôležitým faktorom určujúcim vlastnosti polymérov je molekulováihmotnosť. Všetky viskozimetrické metódy stanovenia molekulovej hmotnosti sú založené na skutočnosti,že sa pri nezmenenej koncentrácii a rozpúštadle zvyšuje viskozita zriedených roztokov polymérov. Viskozita roztokov plymérov sa doteraz merala metódami založenými na pnirncípeb) prúdenia kvapaliny medzi dvoma koncentrickými valoami - rotačným viskozimetromc) meranie rýchlostí pádu guličky V kvapalíne - Höpplerovým viskozimetrom.Najviac používaným z uvedených spôsobov je meranie viskozít kapilárnym viskozimetrom. Pre meranie viskozít zriedených roztokov polymérov je najvhodnejší Ubbelohdeho viskozímeter s visiacou hladinou,kde sa príspevok samotných makromolekúl k zvýšeniu viskozity zriedeného roztoku hodnotí z nameraných prietokových dôb roztoku »a čistého rozpúšťadla. Táto metóda je presná, ale časovo náročná a veľmi prácna. Pri meraní viskozity je bezpodmienečne nutná dokonalá Čistota viskozimetra, meraného roztoku i rozpúšťadla. Preto pred každým meraním je. potrebné roztok i rozpúšťadlo filtrovąť. Počas menania mimo udržiavania teploty s presnosťou i 0,01 C musí byť viskozimeter chránený pred akýmikoľvek otrasmi. Časová náročnosť tejto metódy značne stúpa pri meraní viskozít polymérov rozpustných len pri vyššej teplote a nedegrado vacných polymérov, ktoré majú sklon k tVOT be mikrogélu. V prípade, že dôjde k upchaniu kapiláry viskozimetra, je potrebné viskozimeter čistiť v kyselina chrómsírovej, čo je dlhší proces ako samotné meranie jednej vzorky.Iný spôsob merania viskozít kvapalín využíva vlastnosti ultrazvuku. Ultrazvukové vl-ny, ktoré sa šíria kvapalným prostredím súviac alebo menej tlmené podľa hodnoty viskozity a menej hmotnosti danej kvapaliny. Pre tlmenie ultnazvukovej vlny platí vzťahkde x je dráha ultnazvukovej vlny v kvapalíne a a je koeficient tlmenia kmitov. U vibračných metód je tlmenie voľných kmitov rezonátora závislé na súčine dynamickej viskozity 7 a mernej hmotnosti p kvapaliny,ktoré vystupujú vo vztahu pre akustickú impedanciu šmykovej vlny Zmkde f je frekvencia kmitov vlnenia. V sonde ultrazvukového viskozimetra saprostredníctvom trvale kmitajúceho rezonátora získa závislosť medzi koeficientom tlmenia voľných kmitov p . n daná vzťahomaK-(n-9)1/2, kde K je konštanta závislá na geometrických rozmeroch rezonátora. Získaná závislosť sa mení na úmerne napätie. Medzi súčinom p. 7 a výstupným napätím je nelineárna závislost. Vzhľadom na túto skutočnosť je potrebné každý prístroj ciachovať. Doteraz však nie je známe použitie ultrazvukového viskozimetra na meranie viskozít zriedených roz ľ tokov polymérov.Spôsob merania viskozity roztokov polymérov, s výhodou zriedených roztokov pomocou ultnazvukového viskozímetra podľa tohto vynálezu prebieha tak, že ponorením ultrazvukovej sondy s citlivosťou pre oblast nízkych hodnôt viskozít do vytemperovaného meráného roztoku polyméru tlmenie ultrazvukových kmitov, spôsobené prostredím,vyvolá napäťový signál, ktorý je nelineárne závislý od súčinu mernej hmotnosti a dynamickej viskozity a po korekcii na nulovú polohu sa napäťový signál transformuje pomocou kalibračneho grafu na absolútnu hodnotu kinematickej viskozity.Na meranie viskozít zriedených roztokov polymérov sa používa ultrazvukový viskozimeter so špeciálne upravenou sondou. Úpravou sondy sa dosiahla zvýšená citlivosť V oblasti nízkych hodnôt viskozít zriedených roztokov polymérov.Závažnú úlohu pri menami zohráva vplyv teploty, a to nielen rna menainú hmotnosť a viskozitu menaného roztoku, ale aj na samotnú meraciu sondu. Vplyvom teploty dochádza ku zmene frekvencie a amplitúdy vlnenía, ktoré s rastúcou teplotou klesajú. Preto je potrebné prístroj pre danú teplotu merania ciachovať pomocou referenčných roztokov o známej hodnote kinematickej viskozity meranej na kapilárnom viskozimetri.Menaný roztok sa temperuje na danú teplotu s presnosťou i 0,1 °C v dvojplášťovej nádobke .(V 100 ml) nsapojenej na termostat. Pri meraní závislosti viskozity roztoku polyméru od koncentrácie sa bud pripravia roztoky 0 rôznej koncentrácii, alebo sa do nádobky presne napipetuje množstvo roztoku o najvyššej koncentrácii, potrebné na ponorenie celej sondy a nižšie koncentrácie sa pripravia riedením priamo v nádobke. Výstupné napätie vo voltoch sa meria digitál nym voltmetrom, čo umožňuje odčítat mili- .volty. Pred každým meraním sa odčíta nulová poloha sondy voči vzduchu ua. Meranie spočíva v ponorení meracej sondy do vytemperovaného meraného roztoku polyméru a odčítaní vyvolanej výchylky na voltmetri uc. Odčítaná výchylka sa koriguje na nulovú polohu ut. uk uc - u., Absolútne hodnoty kinematíckých viskozít meraných zriedených roztokov polymérov, I-uiv.získané z korigovanej hodnoty výstupného napätia ug pomocou kalibnačného grafu vyjadrujúceho závislosť výstupného napätia od kinemartiokej viskozrity, sa matematicky spracujú podľa známych vzťahov platiacich pre zriedené roztoky polymérov. Po zmerani sa sonda z roztoku vyberie, utrie sa do sucha a po ustálení nulovej polohy je pripravená k ďalšiemu meraniu.Nový spôsob merania viskozít zriedených roztokov polymérov predstavuje oproti meraniu na kapilárnom viskozimetri veľkú časovú úsporu, ktorá spočíva v podstatnom skrátení doby samotného merania a v úplnom odstránení zdlhavého procesu čistenia kapilárneho viskozimetna. So skrátenim času merania priamo súvisia aj úspory elektrickej energie na temperov.anie, čo je výrazné najmä pri polymérocĺh rozpustných pri vyšších teplotách.Uvedenú metódu možno úspešne použiť pre rýchle, pohodlné a presné meranie viskozít zriedených roztokov polymérov. Pri troch súbežných stanoveniach dosahuje relatívna chyba merania hodnotu 0,5 0/0.Z polyméru, ktorého viskozitne číslo sa stanovuje, sa pripraví roztok o koncentrácii 0,005 mg/ml. Po vytemperovaní na teplotu 25 i 0,1 °C sa zmeria na ultrazvukovom viskozimetri výstupné napätie tohto roztoku i čistého rozpúštadla. Z nameraných hodnôt sa vypočíta hodnota viskozitného číslav kde uc je výstupné napätie roztoku a u., jevýstupné napätie rozpúštadla korigované na nulovú polohu sondy. Vypočítaná hodnota(VČM sa pretransformuje pomocou kalibračného grafu na hodnotu viskozitného čísla(VČ)k., zodpovedajúceho hodnote nameranej na kapilárnom viskozimetri.Kąalibračný graf sa získa vynesením závislosti (VČM/f (VČ), získanej zmeraním uvedených hodnôt na kapilárríom a ultrazvukovom viskozimetrí pre minimálne osem referenčných vzoriek.V tabuľke I sú uvedené hodnoty viskozitných čísel polymérov nameraných uvedeným spôsobom pre pät rôznych typov polymérov,ktoré sú porovnané s hodnotami získanýrni meraním na kapilárnom viskozimetri. Rozdiel medzi hodnotami viskozitných čísel nameranými oboma spôsobmi nepresahujú rozdiel povolený Česko/slovenskou státní normou 64 3200 medzi dvoma súbežnými meraniami čo je i 1 ml/g.Uvedený postup je možné použit V podnikoch, ktoré produkujú i spracovavajú polyméry, kde sa viskozimetrické merania za účelom kontroly produktov vykonávajú počas celej prevádzky.Spôsob merania -vískozity roztokov polymérov pomocou ultrazvukového viskozímetra, vyznačujúci sa tým, že ponorením ultrazvukovej sondy s citlivosťou pre oblasť nízkych hodnôt viskozit do vytemperovaného meraného roztoku polyméru tlmenie ultrazvukových kmitov, spôsobené prostredím vy volá napäťový signál, ktorý je nelineárne závislý od súčinu mernej hmotnosti a dynamickej viskozity a po korekcii na nulovú polohu sa napäťový signál transformuje pomocou kalibračného grafu na absolútnu hodnotu kinematickej viskozity,

MPK / Značky

Značky: viskozity, polymérov, roztokov, viskozimetra, merania, ultrazvukového, spôsob, pomocou

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/3-218164-sposob-merania-viskozity-roztokov-polymerov-pomocou-ultrazvukoveho-viskozimetra.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob merania viskozity roztokov polymérov pomocou ultrazvukového viskozimetra</a>

Podobne patenty