Ugrás a tartalomra
+41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
Inline viszkozitásmérés polimerizációs reakciókban

Bevezetés

A polimer előállítása az alkalmazott kémia egyik legfontosabb területe, jelentős számú alkalmazásipar és óriási gazdasági hatás miatt. A polimerek olyan makromolekulák, amelyeket egyszerű kémiai komponensekből (monomerek) állítanak elő kémiai reakcióval, amelyet polimerizációnak neveznek. A természetes termékek olcsó pótlói helyett kiváló minőségű lehetőségeket kínáltak sokféle alkalmazásra. Filmszigetelésként használt szilárd, öntött forma formájában használják az autótestekhez, TV-szekrényekhez, repülőgép-alkatrészekhez, habokhoz a kávéscsészékhez és a hűtőszekrény-szigeteléshez, ruházati és szőnyegszálakhoz, ragasztókhoz, gumiabroncsokhoz és csövekhöz, festékekhez és egyéb bevonatokhoz, valamint sok más anyaghoz. egyéb alkalmazások.

polimerek

Alkalmazás

A polimerizációk kihívása az online nyomon követés. A kémiai reakciókban és különösen a polimerizációs reakciókban az átalakulás meghatározásának képessége rendkívül jelentős, mivel szükség van a folyamatok szoros megfigyelésére és vezérlésére, valamint a meglévő és az új gyártási folyamatok teljesítményének javítására. A molekulatömeg-eloszlásokkal és a végcsoport-mintákkal kapcsolatos információk gyakran nélkülözhetetlenek a pontos folyamatok és termékek ellenőrzéséhez.

Függetlenül attól, hogy a polimerizáció láncreakcióként történő hozzáadással vagy egy lépésben történő kondenzációval történik-e, elengedhetetlen a kémia teljes megértése a kutatás előmozdítása és / vagy az új polimerek gyors piacra dobása érdekében. A kritikus polimer reakcióparaméterek megértése a többlépcsős polimerizációk pontos ellenőrzéséhez, a valós idejű maradék monomer mérésekhez és végső soron a jobb felhasználású polimer tulajdonságok javításához vezethet.

Kihívások

Alkalmazással kapcsolatos

A polimerizációs reakció ellenőrzése komoly kihívásokat jelentenek a vegyész számára, mivel ezek a reakciók általában rendkívül exoterm jellegűek, és gyakran nagyon viszkózus közegekben zajlanak, amelyek hő- és tömegátvitelt nehéznek teszik. Ezek a reakciók a nemlineáris viselkedésről híresek, és az ipari méretű reaktorokban sokféle multiplikációról és tartós rezgésekről számoltak be.

A hagyományos viszkozitásmérési technikák korlátozásai

A legtöbb polimer anyag reológiai viselkedése meglehetősen összetett. A viszkozitás mind nyírástól, mind hőháztól függ. Gyakran a polimer viszkozitását off-line módon mérik. Az online folyamatszabályozáshoz használt legtöbb kereskedelemben kapható viszkoziméter - a polimerizációs reakcióban a reakció mértékének figyelése - a következő kategóriák egyikébe tartozik: 1. Viszométerek nyomás által vezérelt áramlások alapján (pl. Kapilláris viszkoziméterek), 2. Rotációs, 3. Leeső dugattyú / gömb és 4. Rezgőcsövek. A viszkozitás mérésére hagyományosan használt üvegkapilláris viszkoziméterek rendkívül fáradságosak és időigényesek - az üvegkapillárisokat a vizsgálatok között meg kell tisztítani. A legelterjedtebb viszkozimetriai eszközök hiányzik a nagy ismételhetőségből, ezért alkalmatlanok az alkalmazáshoz.

A polimerizációs reakciót korábban számos off-line analitikai módszerrel tanulmányozták, beleértve a gravimetriás elemzést, az NMR-t, a GC-t, az UV-Vis-t és a dilatometriát. A reakció előrehaladtával a növekvő viszkozitás miatt az off-line mintavétel egyre problematikusabbá válik, ezért ezek a korábbi vizsgálatok a polimerizációs reakció kezdeti szakaszaira összpontosítottak.

A szokásos mechanikai és elektromechanikai viszkozimétereket, amelyeket elsősorban laboratóriumi mérésekre terveztek, nehéz integrálni a vezérlő és megfigyelő környezetbe. A jelenlegi tesztelési módszer a helyszíni laboratóriumokban nem optimális és költséges a szállítás logisztikai kihívásai és a magas rögzített költségek miatt. A belső részben zajló komplex változásokat gyakran nem lehet rutin mintából meghatározni, mivel az ilyen minta által képviselt adatok egyszerűen tükrözik a mintavétel időpontjában fennálló állapot pillanatképét, és a hagyományos műszereket befolyásolhatják a nyírási sebesség, hőmérséklet és egyéb változókat.

Miért fontos a folyamatos online viszkozitásfigyelés a polimerizáció során?

A makromolekuláris anyagok pontos tervezése megköveteli a reakciókörülmények és a polimerizáció előrehaladásának szoros figyelemmel kísérését, legyen az ipari méretű szabadgyökös polimerizáció vagy kisméretű szabályozott polimerizáció területén. A jól szabályozott polimerizációs reakciók olyan molekulákat eredményeznek, amelyeket összetételük, molekulatömegük, molekulatömeg-eloszlásuk, szerkezeti és fizikai tulajdonságuk alapján jól jellemezünk. Ennek elérése érdekében meg kell érteni és gondosan ellenőrizni kell a szintetikus folyamattal kapcsolatos számos kémiai és reakcióparamétert, és ellenőrizni kell, hogy a szintetizált polimer rendeltetésszerűen „megfelelő-e”. Az online automatizált megfigyelés felbecsülhetetlen értékű eszköz a reakciók irányításához, különösen akkor, ha a folyamatokat többlépcsős módon hajtják végre. A polimerizációs reakciók eredendően erősen exoterm, gyorsak és érzékenyek a kis szennyeződésekre (nyomnyi mennyiségű víz). Továbbá, gyakran több nagyságrendű viszkozitást hajtanak végre egy reakcióban.

A valós idejű adatok megszerezhetők a polimer előállítási folyamatok online elemzésével, amely lehetővé teszi a gyors kinetikai szűrést és következésképpen a hatékony reakció optimalizálást. Mindkettő - a folyamatos áramlási folyamat és az online megfigyelés - kombinációja ideális eszköz minden kémiai szintézisben. Lehetővé teszi a reakcióelegy folyamatos „folyamatos” elemzését bármilyen reakciókörülmény-sorozatban. Ilyen módon elérhetővé válik a gyors és hatékony szűrés, valamint a reakciók valódi nagy teljesítményű optimalizálása.

A reakciók ACOMP (Automatic Continuous Online Monitoring of Polymerization) analitikai módszerként használhatók a K + F-ben, a reakció optimalizálásának eszközeként a próbapad és a kísérleti üzem szintjén, és végül a teljes skálájú reaktorok visszacsatolásának vezérléséhez. In situ alkalmazással a valós idejű elemzés jobb módszer ennek a polimerizációnak a tanulmányozására, mivel javítja a mérés pontosságát, kiküszöböli az off-line mintavételezéssel járó időt és nehézségeket, és ami a legfontosabb, teljesebb megértést ad a reakciókinetikáról és a termodinamikáról.

A belső viszkozitás fontos eszköz a polimer- és fehérjekutatás területén, és az ACOMP alapvető alkotóeleme a következő kulcsfontosságú pontok miatt:

  • Ez a módszer a molekuláris szerkezet és az interakció megértéséhez az oldatban.
  • A belső viszkozitás mérése megbízhatóbbnak tekinthető, mint a fényszórás, mivel az alacsonyabb molekulasúlyokat képes mérni.
  • A belső viszkozitás (IV) a polimerek molekulatömegének mértéke, ezért tükrözi az anyag olvadáspontját, kristályosságát és szakítószilárdságát.
  • A IV-t a specifikáció részeként használják a megfelelő PET-osztály kiválasztásához egy adott alkalmazáshoz, és az ellátási lánc különböző pontjain mérik. Az anyagot minden szakaszban tesztelik a K + F laboratóriumoktól, amelyek új polimereket fejlesztenek, és vegyipari vállalatokat, amelyek polimerizációs tornyaikból vesznek mintákat, azokig a feldolgozókig, akik ellenőrizni akarják folyamatukat és a késztermékek minőségét.

Számos motivációs előnye származik a költségek, a környezetvédelem és a logisztika szempontjából az online valós idejű viszkozitásfigyelésről a polimer előállítási folyamatában. A valós idejű viszkozitási információk értékesnek bizonyultak ahhoz, hogy betekintést nyújtsanak a kulcsfontosságú kinetikai, mechanikus és kémiai szerkezeti információkba, miközben kiküszöbölik a polimerizációs reakciók offline mérésével járó nehézségeket. A legfontosabb pontok a következők:

Gazdasági és logisztikai előnyök, csökkentett gyártási költségek: Az online viszkozitási elemzés csökkentené a helyszíni laboratóriumokba küldött minták számát és az ezzel járó költségeket. A helyszíni elemzések folyamatos eredményei szintén csökkentik a szállítási munkaerőt / költségeket és a mintavételi hibákat.

Fokozott folyamatvezérlés a jobb elemzés révén:

  • A polimerizációk széles skálájának elemzése, ideértve a homogén (pl. Szabad gyökök és kondenzáció) és heterogének (pl. Emulzió és mikroemulzió)
  • Láncnövekedés, térhálósítás és kikeményedés vizsgálata
  • A katalizátorok mechanikus szerepének megértése a polimerizációban; meghatározzák a katalizátor aktív fajtáit és a kinetikát
  • Figyelemmel kísérje és proaktív módon állítsa be a reakciókörülményeket a kívánt végtermék-előírások betartásának biztosítása érdekében
  • A maradék monomerszintek mérése és ellenőrizze, hogy azok megfelelnek-e a termék- és szabályozási követelményeknek.
  • A reakció figyelése a teljes polimerizáció során. A offline megragadó minta elemzése a növekvő viszkozitás és a minta eltávolításával kapcsolatos nehézségek miatt a korai szakaszok vizsgálatára korlátozódik.
  • Lehetővé teszi a maradék monomer pontosabb mérését a polimerizációs reakció utóbbi szakaszaiban, mivel nehéz az összes mintát kivenni a mintavevőből az offline analízis céljából.
  • Mivel a késleltetett minták között nincs késés, a kinetika teljesebb ábrázolása érhető el. Ez lehetővé teszi a reakció kinetikájának jobb mérését, valamint a reakció kinetikájának valós időben történő előrejelzésének és ellenőrzésének képességét.
  • Sokkal több elemzési adatpontot szolgáltat a polimerizáció során, reprezentatívabb méréseket, pontosabb kinetikai és termodinamikai számításokat eredményezve.

Javított termékminőség és kevesebb hulladék: A reakciók kémiai megértése olyan tényezőket foglal magában, amelyek magában foglalják a reakció kinetikáját, a monomer átalakulási sebességét és a reaktivitás arányát, a reakcióparaméterek kapcsolatát és hatását a molekulatömegre és eloszlásra, a polimerizációs mechanizmus alapos megértését az iniciációs, terjedési és végződési fázisokban, valamint annak biztosítását, hogy a teljes polimer szerkezet kielégíti a kívánt felhasználási igényt. A pontos reakció kinetikájának jellemzése és pontos ellenőrzése lehetővé teszi a megfelelő polimer tulajdonságok elérését és a pazarlás csökkentését.

Csökkent energiafelhasználás: Az erőforrások és a villamos energia optimális felhasználása a reaktorokban, a folyamatok szigorú irányításával

Fokozott munkavállalói biztonság: Más tényezők, például az oldószerekkel való munkavégzés egészségügyi és biztonsági követelményei, a környezet figyelembevétele és a szakemberek igénye ezen vizsgálatok elvégzésére (amelyeket laboratóriumban kell elvégezni) növelik az oldószermentes módszer nagy népszerűségét.

Gyorsabb válaszidők: Az in situ viszkozitás (és sűrűség) elemzése csökkentené / kiküszöböli a késleltetést a mintavétel és a laboratóriumi válasz beérkezése között.

Környezet: Az erőforrások felhasználását az on-line megfigyelő rendszerek révén maximalizálhatjuk, ily módon csökkentve a pazarlást, ami jó a környezetre. Fokozott fenntarthatóság a csökkent kibocsátás révén.

Rheonics megoldásai

Az automatizált, valós idejű online viszkozitásmérés kritikus jelentőségű a polimer előállítása szempontjából. A Rheonics a kiegyensúlyozott torziós rezonátoron alapuló alábbi megoldásokat kínálja a folyamatvezérléshez és a polimerizációs folyamat optimalizálásához:

  1. Sorban Viszkozitás mérések: Rheonics' SRV A egy széles körű, sorban lévő viszkozitásmérő eszköz, beépített folyadékhőmérséklet-méréssel, és képes bármilyen folyamatáram viszkozitásváltozásának valós időben történő kimutatására.
  2. Sorban Viszkozitás és sűrűség mérések: Rheonics' SRD egy egyidejű, egyidejű sűrűség és viszkozitásmérő eszköz, beépített folyadék hőmérséklet méréssel. Ha a sűrűségmérés fontos a műveletekhez, akkor az SRD a legjobb érzékelő, amely kielégíti az igényeit, az SRV-hez hasonló működési képességekkel, valamint a pontos sűrűségmérésekkel.

Az automata soros viszkozitásmérés az SRV vagy az SRD segítségével kiküszöböli a mintavétel és a laboratóriumi technikák azon eltéréseit, amelyeket a viszkozitásméréshez a hagyományos módszerekkel használnak. Az érzékelő sorban van elhelyezve úgy, hogy folyamatosan mérje a viszkozitást (és a sűrűséget SRD esetén). Az SRV / SRD és az ACOMP használata javíthatja a termelékenységet és növeli a haszonkulcsokat. Mindkét érzékelő kompakt forma tényezővel rendelkezik az egyszerű OEM és utólagos felszerelés érdekében. Nem igényelnek karbantartást vagy újrakonfigurálást. Mindkét érzékelő pontos, megismételhető eredményeket kínál, függetlenül attól, hogy és hol vannak felszerelve, anélkül, hogy szükség lenne speciális kamrákra, gumi tömítésekre vagy mechanikus védelemre. Fogyóeszközök nélkül az SRV és az SRD rendkívül egyszerűen kezelhető.

Kompakt forma, nincs mozgó alkatrész és nem igényel karbantartást

A Rheonics SRV és SRD nagyon kicsi a tényező az egyszerű OEM és utólagos felszereléshez. Lehetővé teszik a könnyű integrációt bármilyen folyamatáramba. Könnyen tisztíthatók, és nem igényelnek karbantartást vagy újrakonfigurálást. Kis lábnyomuk lehetővé teszi az Inline telepítését bármilyen folyamatban, elkerülve minden további helyigényt vagy adaptert.

Nagy stabilitás és érzékeny a beépítési körülményekre: Bármely konfiguráció lehetséges

A Rheonics SRV és SRD egyedi szabadalmaztatott koaxiális rezonátort használ, amelyben az érzékelők két vége egymással ellentétes irányba csavar, megszüntetve a szerelési reakció nyomatékát, és ezáltal teljesen érzéketlenek a beépítési körülményekre és az áramlási sebességre. Ezek az érzékelők könnyen megbirkózhatnak a rendszeres áthelyezéssel. Az érzékelő elem közvetlenül a folyadékban helyezkedik el, nincs szükség speciális házra vagy védőkosárra.

Azonnali pontos leolvasás a folyamat körülményeiről - Teljes rendszeráttekintés és prediktív vezérlés

A Rheonics szoftver nagy teljesítményű, intuitív és kényelmesen használható. A valós idejű viszkozitást egy számítógépen lehet ellenőrizni. Több érzékelőt kezelhetünk egyetlen, a gyári padlóra elosztott műszerfalról. A szivattyúzás nyomás pulzációjának nincs hatása az érzékelő működésére vagy a mérési pontosságra. Ütés, rezgések vagy áramlási feltételek nem befolyásolják.

Könnyű telepítés és nincs szükség újrakonfigurálásra / újrakalibrálásra

Cserélje ki az érzékelőket anélkül, hogy kicserélné vagy újraprogramozná az elektronikát, az érzékelő és az elektronika csepegtető cseréjét firmware-frissítések és kalibrációs együttható-változtatások nélkül. Könnyű felszerelés. Csavarok ¾ ”NPT menetbe tintavonalas illesztésben. Nincs kamra, O-gyűrűs tömítés vagy tömítés. Könnyen eltávolítható tisztítás vagy ellenőrzés céljából. Az SRV karima- és háromkapcsos csatlakozással kapható az egyszerű felszerelés és leszerelés érdekében.

Alacsony fogyasztás

24 V DC tápegység 0.1 A-nál kevesebb áramfelvételtel normál működés közben

Gyors reakcióidő és hőmérsékleten kompenzált viszkozitás

Rendkívül gyors és robosztus elektronika az átfogó számítási modellekkel kombinálva teszi a Rheonics eszközöket az ipar egyik leggyorsabb és legpontosabb eszközévé. Az SRV és az SRD valós idejű, pontos viszkozitási (és sűrűségű SRD) méréseket ad másodpercenként, és az áramlási sebesség változásai nem befolyásolják őket!

Széles működési képességek

A Rheonics műszereit úgy építették fel, hogy a legnehezebb körülmények között méréseket végezzenek. Az SRV a legszélesebb működési tartományt kínálja az inline folyamat viszkoziméterek piacán:

  • Nyomástartomány 5000 psi-ig
  • Hőmérséklet -40 és 200 ° C között lehet
  • Viszkozitási tartomány: 0.5 cP-től 50,000 XNUMX cP-ig

SRD: Egyszeres műszer, hármas funkció - Viszkozitás, hőmérséklet és sűrűség

A Rheonics SRD egyedülálló termék, amely három különböző műszert vált fel a viszkozitás, a sűrűség és a hőmérséklet mérésére. Ez kiküszöböli a nehézséget három különböző műszer elhelyezésével, és rendkívül pontos és megismételhető méréseket biztosít a legkeményebb körülmények között is.

Tiszta a helyén (CIP)

Az SRV (és SRD) figyeli a vezetékek tisztulását azáltal, hogy a tisztítási fázis alatt ellenőrzi az oldószer viszkozitását (és sűrűségét). Az érzékelő bármilyen apró maradékot észlel, amely lehetővé teszi a kezelő számára, hogy eldöntse, mikor a vezeték tiszta a rendeltetéshez. Alternatív megoldásként az SRV információkat szolgáltat az automata tisztítórendszernek a teljes és megismételhető tisztítás biztosítása érdekében a futások között, az üvegkapillárisoktól eltérően.

Kiváló érzékelő kialakítás és technológia

A kifinomult, szabadalmaztatott harmadik generációs elektronika meghajtja ezeket az érzékelőket, és kiértékeli reagálásukat. Az SRV és az SRD ipari szabványos csatlakozókkal kaphatók, mint például a ¾ ”NPT és az 3” Tri-clamp, amelyek lehetővé teszik az üzemeltetők számára, hogy a meglévő hőmérsékleti érzékelőket a gyártósorukban SRV / SRD-vel cseréljék, és a pontos mérés mellett rendkívül értékes és működőképes információt nyújtanak a folyamat folyadékáról, például a viszkozitásról. hőmérséklet beépített Pt1 használatával (DIN EN 1000 AA, A, B osztály rendelkezésre áll).

Az igényeknek megfelelő elektronika

A robbanásbiztos adószekrényben és a DIN sínre szerelhető kis méretű érzékelő elektronika lehetővé teszi a könnyű beillesztést a folyamatvezetékekbe és a gépek belső berendezésébe.

 

Könnyen integrálható

Az érzékelő elektronikában alkalmazott több analóg és digitális kommunikációs módszer egyszerűvé teszi az ipari PLC-hez és a vezérlőrendszerekhez történő csatlakoztatást. Rendkívül kényelmes az érzékelők integrálása az ACOMP-be.

 

ATEX és IECEx megfelelőség

A Rheonics gyújtószikramentes érzékelőket kínál, amelyeket az ATEX és az IECEx tanúsít, veszélyes környezetben történő felhasználásra. Ezek az érzékelők megfelelnek az alapvető egészségvédelmi és biztonsági követelményeknek, amelyek a robbanásveszélyes környezetben történő felhasználásra szánt felszerelések és védelmi rendszerek tervezésére és felépítésére vonatkoznak.

A Rheonics rendelkezik a gyújtószikramentes és robbanásbiztos tanúsítással egy létező érzékelő testreszabását is, lehetővé téve ügyfeleink számára, hogy elkerüljék az alternatívák azonosításával és tesztelésével kapcsolatos időt és költségeket. Egyedi érzékelők biztosíthatók olyan alkalmazásokhoz, amelyekhez egy egységre van szükség, akár több ezer egységre is; a hetek átfutási időivel szemben a hónapokkal.

Rheonika SRV & SRD mind ATEX, mind IECEx tanúsítvánnyal rendelkeznek.

ATEX (2014/34 / EU) tanúsítvánnyal

A Rheonics ATEX tanúsítvánnyal rendelkező, gyújtószikramentes érzékelői megfelelnek az ATEX 2014/34 / EU irányelvnek, és a belső biztonság szempontjából tanúsítottak. Az ATEX irányelv meghatározza az egészségre és a biztonságra vonatkozó minimum- és alapvető követelményeket a veszélyes légkörben dolgozó munkavállalók védelme érdekében.

A Rheonics ATEX tanúsítvánnyal rendelkező érzékelőit Európában és nemzetközi szinten is elismerték. Valamennyi ATEX tanúsított alkatrészt „CE” jelöléssel jelzik, hogy megfeleljenek.

IECEx tanúsítvánnyal

A Rheonics gyújtószikramentes érzékelőit az IECEx, a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság tanúsítja a robbanásveszélyes környezetben használt berendezésekre vonatkozó szabványok tanúsítására.

Ez egy nemzetközi tanúsítás, amely biztosítja a veszélyes területeken történő alkalmazás biztonságát. A Rheonics érzékelők tanúsítvánnyal rendelkeznek az Ex i belső biztonság szempontjából.

Implementáció

Közvetlenül telepítse az érzékelőt a folyamatáramba, hogy valós idejű viszkozitást és sűrűséget mérjen. Nincs szükség bypass-vonalra: az érzékelőt vonalba lehet meríteni, az áramlási sebesség és a rezgések nem befolyásolják a mérés stabilitását és pontosságát. Optimalizálja a döntéshozatali folyamatot ismételt, egymást követő és következetes tesztek elvégzésével a folyadékon.

Rheonics hangszerválasztás

A Rheonics innovatív folyadékérzékelő és -figyelő rendszereket tervez, gyárt és forgalmaz. A Svájcban épített precíziós Rheonics online vonzómérőinek az alkalmazás által megkövetelt érzékenység és megbízhatóság szükséges ahhoz, hogy túléljék a zord működési környezetet. Stabil eredmények - még kedvezőtlen áramlási körülmények között is. A nyomásesésnek vagy az áramlási sebességnek nincs hatása. Ugyanilyen jól alkalmazható a laboratóriumi minőség-ellenőrzés mérésére.

Javasolt termék (ek) az alkalmazáshoz

• Széles viszkozitási tartomány - a teljes folyamat figyelemmel kísérése
• Megismételhető mérések mind newtoni, mind nem newtoni folyadékokban, egyfázisú és többfázisú folyadékokban
• Minden fém (316L rozsdamentes acél) konstrukció
• Beépített folyadék hőmérséklet mérés
• Kompakt forma-tényező az egyszerű telepítéshez a meglévő folyamatsorokban
• Könnyen tisztítható, nincs szükség karbantartásra vagy újrakonfigurációra

• Egyetlen eszköz a folyamat sűrűségének, viszkozitásának és hőmérsékletének mérésére
• Megismételhető mérések mind newtoni, mind nem newtoni folyadékokban, egyfázisú és többfázisú folyadékokban
• Minden fém (316L rozsdamentes acél) konstrukció
• Beépített folyadék hőmérséklet mérés
• Kompakt forma-tényező a meglévő csövekbe történő egyszerű telepítéshez
• Könnyen tisztítható, nincs szükség karbantartásra vagy újrakonfigurációra

Keresés