聚乙烯醇黏度的分析方法探討

文/周子夜（安徽皖維高新材料股份有限公司）

聚乙烯醇的質(zhì)量判定主要是以其黏度為標(biāo)準(zhǔn)，而為了更加精確、便捷地測定和分析出聚乙烯醇的黏度，就需要以傳統(tǒng)的聚乙烯醇黏度測定方法為基礎(chǔ)，對以往在聚乙烯醇黏度測試方面的相關(guān)實驗內(nèi)容進行優(yōu)化探究，找到相應(yīng)的改進策略，從而更好地設(shè)計出一種聚乙烯醇黏度的分析方式。《聚乙烯醇樹脂黏度測定方法》中詳細(xì)講述了聚乙烯醇溶液黏度的測定方法，將聚乙烯醇按照3.8%、4%以及4.2%的濃度配制成水溶液，隨后測定相應(yīng)聚乙烯醇溶液的黏度以及濃度，并把相應(yīng)的黏度和濃度利用圖像繪制出來，然后根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)找出聚乙烯醇溶液在4%濃度時的動力黏度。這種傳統(tǒng)的檢測方法會比較繁雜，前后一共需要進行三種聚乙烯醇溶液的測定，同時還需要根據(jù)實驗結(jié)果進行數(shù)據(jù)收集、作圖等工作。該方法檢測耗時較長、使用設(shè)備較多、檢測效率不高。為了更好地研究和分析聚乙烯醇的黏度，本文以具體實驗為例，利用4%濃度的聚乙烯醇溶液為實驗材料進行相應(yīng)的實驗操作，并且在最后完成其黏度分析工作。全新的聚乙烯醇黏度的分析實驗方法相較于傳統(tǒng)的黏度分析實驗會更加便捷、高效，且計算起來也更加簡單，不用再頻繁地進行作圖等。

一、實驗

1.實驗儀器準(zhǔn)備

恒溫水槽、500 毫升三角瓶、NDJ—79 旋轉(zhuǎn)式黏度計、秒表、0.1 毫克感量的分析天平、平式毛細(xì)管黏度計等。

隨著女性接受高等教育機會的增多，進入高校教師隊伍的女性正在逐年增加，女教師在高校教師中已占相當(dāng)高的比例。由于高等院校對科研能力的高要求，這些女教師很多都具有碩士或博士學(xué)位。在男性價值支配的社會中，高校女教師不可避免地承受了傳統(tǒng)社會角色的限制和要求，而她們的學(xué)識又使她們居于社會金字塔的頂端，承擔(dān)著職業(yè)屬性和性別屬性這兩重屬性，扮演著多重角色。因此，她們比一般女性承受更多的壓力，面臨更多的困擾，具有更加復(fù)雜的情感訴求。

2.實驗原理

聚乙烯醇溶液的運動黏度和它在相同溫度下的液體密度的積，就是聚乙烯醇在這個溫度條件下的動力黏度。通過毛細(xì)管黏度計對聚乙烯醇的運動黏度進行測定，然后利用密度計進行密度測定，以此來獲得聚乙烯醇的具體動力黏度。

3.實驗過程

利用分析天平稱取15 克聚乙烯醇樣品，并且將其倒入三角瓶里面，隨后向其中加入V 毫升的去離子水，靜置半小時。去離子水的容積V 可以通過以下公式求出：V=[15（100-X）/4.0]-15，本公式中的V 為加入的去離子水的容積，X為樣品揮發(fā)分濃度。隨后將其套上冷凝管，并且把實驗樣品置于95 ℃以上的熱水中進行加熱直到其徹底溶解，隨后將其取出靜置冷卻，待到其溫度降到室溫之后，再把其置入20 ℃的水中保持恒溫。待到實驗樣品維持恒溫10 分鐘之后，對聚乙烯醇溶液的運動黏度（γ）進行測定，其他的聚乙烯醇都置于250 毫升的量筒中進行密度（ρ）測試，最后便可以得出聚乙烯醇溶液的動力黏度（η），其計算公式為：η=ρXγ。

（1）首先對《聚乙烯醇樹脂黏度測定方法》的三點法實驗方法進行復(fù)刻，隨后記錄數(shù)據(jù)，并且將其和優(yōu)化實驗的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行對比，如表3 所示。

4.實驗結(jié)果及分析

（2）溫度控制：毛細(xì)管黏度計常數(shù)大多都是在20℃±0.1℃的時候選定的，聚乙烯醇溶液的黏度同樣是在此環(huán)境溫度下所得出的相應(yīng)數(shù)值。總的來說，在實驗溫度波動區(qū)間維持在±0.1℃的情況下，其黏度值變化也會維持在0.05 兆帕秒上下，從而產(chǎn)生0.2%以上的誤差，因此這種實驗測定方法需要對其實驗環(huán)境溫度進行精確的控制，在實驗過程中我們可以利用溫度為17℃的地下水進行恒溫控制，以此來達成更加出色的實驗效果。

表1 毛細(xì)管黏度計篩選

（1）毛細(xì)管黏度計的選擇：4%濃度聚乙烯醇溶液的運動黏度大多處于10～40 平方毫米/秒，按照各類毛細(xì)管黏度計的可用范圍來看，本次實驗中能夠應(yīng)用的毛細(xì)管黏度計為1.0 和1.2 兩種。分別用這兩種毛細(xì)管黏度計進行實驗測試，最終所得的數(shù)據(jù)如表1 所示，相同內(nèi)徑黏度計之間以及不同內(nèi)徑黏度計之間的測定值相對平均偏差為0.1%，也就表示在本次實驗中所應(yīng)用的兩類毛細(xì)管黏度計都是可以的。

（3）準(zhǔn)確度：NDJ-1 型旋轉(zhuǎn)黏度計的準(zhǔn)確度能夠維持在±5%之內(nèi)，NDJ-79 型的黏度計準(zhǔn)確度能夠維持在±3%以內(nèi)。此實驗所應(yīng)用的平氏毛細(xì)管黏度計，其總誤差區(qū)間在0.4%到6%，密度計的誤差為±0.1%的區(qū)間，由此可見，本次實驗測定聚乙烯醇溶液黏度的方法在準(zhǔn)確度方面仍存在一定的優(yōu)化和上升空間。

（4）精密度：精密度實驗數(shù)據(jù)如表2 所示，根據(jù)表內(nèi)的數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)，本文所應(yīng)用的聚乙烯醇黏度測定方法所得出的相對平均偏差能夠維持在3%以內(nèi)。然而如果使用傳統(tǒng)的三點測定法，不僅流程更多、計算更復(fù)雜，而且取值偏差還高于本實驗較多，由此可見本文所應(yīng)用的測定方法得出的黏度取值更加精確。

表2 精密度實驗

二、對比實驗

1.儀器準(zhǔn)備

對在線監(jiān)控來說，主要在機電一體化技術(shù)支持下，能夠讓煤礦作業(yè)得到有效監(jiān)控與管理，構(gòu)成部分有電動機、供油設(shè)備和傳動系統(tǒng)等。監(jiān)控系統(tǒng)可以從設(shè)備狀態(tài)出發(fā)，在發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象以后可以自動報警，并將設(shè)備具體位置發(fā)送給管理人員，以達到警示的作用。這樣就極大減輕了工作人員工作量，煤礦設(shè)備日常維護效率也變得更高，管理人員通過及時采取解決措施，可以最大限度減少經(jīng)濟損失。此外，還可以對煤礦設(shè)備進行有效的故障診斷，將故障原因查找出來以后，通過采取一定解決方法，確保不影響正常的煤礦生產(chǎn)。

AEL-200 電子分析天平、三角瓶、托盤天平、NDJ-1 型黏度計、稱量瓶、磁力加熱攪拌器。

2.實驗過程

本研究以CSSCI數(shù)據(jù)庫收錄的263篇我國老年人運動干預(yù)相關(guān)文獻為研究對象，通過對文獻數(shù)量、發(fā)文機構(gòu)、核心作者、來源期刊和關(guān)鍵詞等方面進行分析得到了我國老年人運動干預(yù)研究領(lǐng)域的主要核心作者、研究熱點和研究前沿演進軌跡等方面的結(jié)論。

表3 三點法和一點法的聚乙烯醇黏度測定結(jié)果對照表

（2）利用三角瓶配置濃度為4%的聚乙烯醇溶液，并且按照前文所述的方法將其進行溶解和冷卻，對其濃度進行測試，隨后在托盤天平中稱出其溶液質(zhì)量。最后按照所得溶液的濃度，再結(jié)合以下公式分析出此溶液要調(diào)整到4%濃度時所需要添加的水量，公式為：m= [(c-4.00)/4]×(M2-M1)。在本公式里，m 為需要添加的水量，c 為聚乙烯醇溶液的濃度，M2為三角瓶和溶液質(zhì)量總和，M1為三角瓶的質(zhì)量。利用此公式，經(jīng)過計算之后，把三角瓶放到攪拌器上進行攪拌，再根據(jù)前文所述的測試方法對其進行黏度測定，最后就能夠得到其具體測試結(jié)果。

2013年尚水信息成功研制了國際首例同步測量超大范圍流場系統(tǒng)、PLIF濃度測量系統(tǒng)、三維模擬決策分析平臺等創(chuàng)新產(chǎn)品。公司以多年積累的數(shù)字實驗室經(jīng)驗為技術(shù)依托，更將水利水運行業(yè)數(shù)字實驗室中的尖端科技引入至水利水運原型測報與分析領(lǐng)域當(dāng)中，為山洪災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測、水資源監(jiān)控及管理、中小河流監(jiān)控及管理、智慧水務(wù)等方面提供全面解決方案，完成了“智慧城市——城市內(nèi)澇監(jiān)測系統(tǒng)”“湘江航道航標(biāo)遙測遙控通訊平臺”“環(huán)保公益課題——水文監(jiān)測項目”等多個項目。

3.對比實驗結(jié)果分析

利用本文所研究的方法將其和傳統(tǒng)的聚乙烯醇溶液黏度測試方法進行對比，可以發(fā)現(xiàn)兩種實驗結(jié)果之間的差距不會大于±0.3 兆帕秒，能夠滿足《聚乙烯醇樹脂黏度測定方法》一文中所標(biāo)注的誤差標(biāo)準(zhǔn)。由于此次對比實驗中所需要的聚乙烯醇溶液濃度為4%，但是在溶樣過程中，無法排除會因為水分蒸發(fā)所導(dǎo)致的一些細(xì)微濃度改變。因此在展開實驗的過程中，對于聚乙烯醇溶液的配比需要先根據(jù)4%的濃度進行。然后再對其展開濃度測試，要是測試結(jié)果表示其濃度大于4%，那么就可以直接向其中再加入適量的水將其濃度調(diào)節(jié)到4%；如若測試出其濃度低于4%，那么就需要將多余的水分蒸發(fā)掉，使其濃度能夠升到4%，這些方法都較為簡單也便于操作。

四、結(jié)論

總體來說，本文利用了兩個實驗對聚乙烯醇溶液的黏度測定方法進行了描述，并且利用對比實驗將新的測定方法和傳統(tǒng)的聚乙烯醇黏度測定方法進行了比較，最終發(fā)現(xiàn)其測定結(jié)果誤差都在允許范圍內(nèi)。因此可以得出結(jié)論，在分別利用本文所研究的實驗測定方法以及NDJ-79 型旋轉(zhuǎn)黏度計法測定之后，確定兩類方式的測定結(jié)果大致相同，從而表明利用毛細(xì)管黏度計去測定聚乙烯醇溶液的黏度會更加簡便、高效、快捷且精準(zhǔn)。