聚乙烯醇黏度的分析方法探讨

文/周子夜（安徽皖维高新材料股份有限公司）

聚乙烯醇的质量判定主要是以其黏度为标准，而为了更加精确、便捷地测定和分析出聚乙烯醇的黏度，就需要以传统的聚乙烯醇黏度测定方法为基础，对以往在聚乙烯醇黏度测试方面的相关实验内容进行优化探究，找到相应的改进策略，从而更好地设计出一种聚乙烯醇黏度的分析方式。《聚乙烯醇树脂黏度测定方法》中详细讲述了聚乙烯醇溶液黏度的测定方法，将聚乙烯醇按照3.8%、4%以及4.2%的浓度配制成水溶液，随后测定相应聚乙烯醇溶液的黏度以及浓度，并把相应的黏度和浓度利用图像绘制出来，然后根据图像中的数据找出聚乙烯醇溶液在4%浓度时的动力黏度。这种传统的检测方法会比较繁杂，前后一共需要进行三种聚乙烯醇溶液的测定，同时还需要根据实验结果进行数据收集、作图等工作。该方法检测耗时较长、使用设备较多、检测效率不高。为了更好地研究和分析聚乙烯醇的黏度，本文以具体实验为例，利用4%浓度的聚乙烯醇溶液为实验材料进行相应的实验操作，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实验方法相较于传统的黏度分析实验会更加便捷、高效，且计算起来也更加简单，不用再频繁地进行作图等。

一、实验

1.实验仪器准备

恒温水槽、500 毫升三角瓶、NDJ—79 旋转式黏度计、秒表、0.1 毫克感量的分析天平、平式毛细管黏度计等。

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2.实验原理

聚乙烯醇溶液的运动黏度和它在相同温度下的液体密度的积，就是聚乙烯醇在这个温度条件下的动力黏度。通过毛细管黏度计对聚乙烯醇的运动黏度进行测定，然后利用密度计进行密度测定，以此来获得聚乙烯醇的具体动力黏度。

3.实验过程

利用分析天平称取15 克聚乙烯醇样品，并且将其倒入三角瓶里面，随后向其中加入V 毫升的去离子水，静置半小时。去离子水的容积V 可以通过以下公式求出：V=[15（100-X）/4.0]-15，本公式中的V 为加入的去离子水的容积，X为样品挥发分浓度。随后将其套上冷凝管，并且把实验样品置于95 ℃以上的热水中进行加热直到其彻底溶解，随后将其取出静置冷却，待到其温度降到室温之后，再把其置入20 ℃的水中保持恒温。待到实验样品维持恒温10 分钟之后，对聚乙烯醇溶液的运动黏度（γ）进行测定，其他的聚乙烯醇都置于250 毫升的量筒中进行密度（ρ）测试，最后便可以得出聚乙烯醇溶液的动力黏度（η），其计算公式为：η=ρXγ。

（1）首先对《聚乙烯醇树脂黏度测定方法》的三点法实验方法进行复刻，随后记录数据，并且将其和优化实验的数据内容进行对比，如表3 所示。

4.实验结果及分析

（2）温度控制：毛细管黏度计常数大多都是在20℃±0.1℃的时候选定的，聚乙烯醇溶液的黏度同样是在此环境温度下所得出的相应数值。总的来说，在实验温度波动区间维持在±0.1℃的情况下，其黏度值变化也会维持在0.05 兆帕秒上下，从而产生0.2%以上的误差，因此这种实验测定方法需要对其实验环境温度进行精确的控制，在实验过程中我们可以利用温度为17℃的地下水进行恒温控制，以此来达成更加出色的实验效果。

表1 毛细管黏度计筛选

（1）毛细管黏度计的选择：4%浓度聚乙烯醇溶液的运动黏度大多处于10～40 平方毫米/秒，按照各类毛细管黏度计的可用范围来看，本次实验中能够应用的毛细管黏度计为1.0 和1.2 两种。分别用这两种毛细管黏度计进行实验测试，最终所得的数据如表1 所示，相同内径黏度计之间以及不同内径黏度计之间的测定值相对平均偏差为0.1%，也就表示在本次实验中所应用的两类毛细管黏度计都是可以的。

（3）准确度：NDJ-1 型旋转黏度计的准确度能够维持在±5%之内，NDJ-79 型的黏度计准确度能够维持在±3%以内。此实验所应用的平氏毛细管黏度计，其总误差区间在0.4%到6%，密度计的误差为±0.1%的区间，由此可见，本次实验测定聚乙烯醇溶液黏度的方法在准确度方面仍存在一定的优化和上升空间。

（4）精密度：精密度实验数据如表2 所示，根据表内的数据能够发现，本文所应用的聚乙烯醇黏度测定方法所得出的相对平均偏差能够维持在3%以内。然而如果使用传统的三点测定法，不仅流程更多、计算更复杂，而且取值偏差还高于本实验较多，由此可见本文所应用的测定方法得出的黏度取值更加精确。

表2 精密度实验

二、对比实验

1.仪器准备

对在线监控来说，主要在机电一体化技术支持下，能够让煤矿作业得到有效监控与管理，构成部分有电动机、供油设备和传动系统等。监控系统可以从设备状态出发，在发现有异常现象以后可以自动报警，并将设备具体位置发送给管理人员，以达到警示的作用。这样就极大减轻了工作人员工作量，煤矿设备日常维护效率也变得更高，管理人员通过及时采取解决措施，可以最大限度减少经济损失。此外，还可以对煤矿设备进行有效的故障诊断，将故障原因查找出来以后，通过采取一定解决方法，确保不影响正常的煤矿生产。

AEL-200 电子分析天平、三角瓶、托盘天平、NDJ-1 型黏度计、称量瓶、磁力加热搅拌器。

2.实验过程

本研究以CSSCI数据库收录的263篇我国老年人运动干预相关文献为研究对象，通过对文献数量、发文机构、核心作者、来源期刊和关键词等方面进行分析得到了我国老年人运动干预研究领域的主要核心作者、研究热点和研究前沿演进轨迹等方面的结论。

表3 三点法和一点法的聚乙烯醇黏度测定结果对照表

（2）利用三角瓶配置浓度为4%的聚乙烯醇溶液，并且按照前文所述的方法将其进行溶解和冷却，对其浓度进行测试，随后在托盘天平中称出其溶液质量。最后按照所得溶液的浓度，再结合以下公式分析出此溶液要调整到4%浓度时所需要添加的水量，公式为：m= [(c-4.00)/4]×(M2-M1)。在本公式里，m 为需要添加的水量，c 为聚乙烯醇溶液的浓度，M2为三角瓶和溶液质量总和，M1为三角瓶的质量。利用此公式，经过计算之后，把三角瓶放到搅拌器上进行搅拌，再根据前文所述的测试方法对其进行黏度测定，最后就能够得到其具体测试结果。

2013年尚水信息成功研制了国际首例同步测量超大范围流场系统、PLIF浓度测量系统、三维模拟决策分析平台等创新产品。公司以多年积累的数字实验室经验为技术依托，更将水利水运行业数字实验室中的尖端科技引入至水利水运原型测报与分析领域当中，为山洪灾害预警监测、水资源监控及管理、中小河流监控及管理、智慧水务等方面提供全面解决方案，完成了“智慧城市——城市内涝监测系统”“湘江航道航标遥测遥控通讯平台”“环保公益课题——水文监测项目”等多个项目。

3.对比实验结果分析

利用本文所研究的方法将其和传统的聚乙烯醇溶液黏度测试方法进行对比，可以发现两种实验结果之间的差距不会大于±0.3 兆帕秒，能够满足《聚乙烯醇树脂黏度测定方法》一文中所标注的误差标准。由于此次对比实验中所需要的聚乙烯醇溶液浓度为4%，但是在溶样过程中，无法排除会因为水分蒸发所导致的一些细微浓度改变。因此在展开实验的过程中，对于聚乙烯醇溶液的配比需要先根据4%的浓度进行。然后再对其展开浓度测试，要是测试结果表示其浓度大于4%，那么就可以直接向其中再加入适量的水将其浓度调节到4%；如若测试出其浓度低于4%，那么就需要将多余的水分蒸发掉，使其浓度能够升到4%，这些方法都较为简单也便于操作。

四、结论

总体来说，本文利用了两个实验对聚乙烯醇溶液的黏度测定方法进行了描述，并且利用对比实验将新的测定方法和传统的聚乙烯醇黏度测定方法进行了比较，最终发现其测定结果误差都在允许范围内。因此可以得出结论，在分别利用本文所研究的实验测定方法以及NDJ-79 型旋转黏度计法测定之后，确定两类方式的测定结果大致相同，从而表明利用毛细管黏度计去测定聚乙烯醇溶液的黏度会更加简便、高效、快捷且精准。