红外光谱法测定聚丙烯中成核剂的质量分数.pdf

红外光谱法测定聚丙烯中成核剂的质量分数全乃佳（中国石化上海石油化工股份有限公司，上海 ）摘要：论证了红外光谱法测定聚丙烯中成核剂 的质量分数的可行性。以已知成核剂 的特征吸收峰 作为定量分析峰，建立了 质量分数与其特征吸收峰强度的标准曲线，该曲线的线性关系良好，相关因子达 以上。用标准曲线测定聚丙烯产品中成核剂 的质量分数，检测结果准确度高，变异因子小于 。此方法为确定聚丙烯生产装置中成核剂 的加入量及监控产品质量提供了新的分析测试手段，制样、测试简单方便、准确，可以满足实际检测的需要。关键词：红外光谱测定成核剂 聚丙烯文章编号：（）中图分类号：文献标志码：收稿日期：。作者简介：全乃佳，女，年出生，年毕业于华东理工大学化学与制药学院，工程师，长期从事聚烯烃树脂相关检测工作。随着科技的高速发展，聚丙烯作为高分子材料的一种，在不同领域得到了广泛的应用。然而聚丙烯在生产、加工和储存环节中容易受到热、剪切、紫外光等的作用而发生氧化降解，导致聚合物的机械和物理性能下降，外观不良，直接影响应用价值。为改善聚丙烯材料的透明性和冲击强度等力学性能，需在生产过程中使用抗氧剂、成核剂等各种添加剂 。目前，分析聚丙烯树脂中添加剂含量的方法较多，国内常用的分析方法如色谱法、热分析法、质谱法、核磁共振法等存在费用高、测试周期长、不易在线分析等问题，因此已不能满足实际生产需要。由于红外光谱定量分析技术具有样品制备简单、分析速度快、费用较低、应用范围广等优势 ，被广泛应用于医药、材料、石油工业等行业的生产过程及质量控制。为有机山梨醇类成核剂，可以最大程度地提高聚丙烯制品的透明性，同时可以提高聚丙烯的刚性、热变形温度。由于 增透效果显著、不产生味道、不迁移析出、卫生安全性高，可以应用于生产食品包装盒、医疗用制品、塑料瓶盖、文具用品等。文章主要对红外光谱法测定聚丙烯中成核剂 的质量分数进行了研究。试验部分 试验方法用红外光谱仪对成核剂 粉料进行红外光谱扫描，获取红外光谱图，并与抗氧剂 、抗氧剂 、添加剂单硬脂酸甘油酯谱图合成。成核剂 在 处有特征吸收峰，可作为定量分析峰；而抗氧剂 、抗氧剂 、添加剂单硬脂酸甘油酯在此处没有较强的特征吸收峰，因此无重叠，相互之间无干扰。通过建立特征吸收峰强度与成核剂 质量分数的工作曲线，可以用红外光谱法来测定聚丙烯样品中成核剂 的质量分数。仪器与材料 仪器傅里叶红外光谱仪，公司 型；注塑机，德马格公司。标准样品 的质量分数分别为 、的聚丙烯粉料样品混合物。分析测试 标准样品的制备用高速混样机制备 份抗氧剂 、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙与聚丙烯粉料的混合物，确保份混合物中添加的抗氧剂 、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙的质量相同；然后分别向混合物中添加不同质量的 ，获得 质量分数分别为 、第 卷第 期 年 月 石 油 化 工 技 术 与 经 济 、的粉料样品，使用双螺杆挤出机，通过高温熔化后挤出、冷却、切粒，得到均匀的粒料样品。由于使用红外仪器进行定量分析扫描的样品区域很小，如果使用压塑方法进行样品的制备，直接将粒料热压成模，与使用注塑机螺杆剪切混合后成模的样品分布均匀度差距较大。为了测试结果的稳定性，将干燥后的粒料样品分别放入注塑机进行模塑，制成厚度为 的小方片模塑样板，得到不同质量分数的 标准样品。红外光谱仪测定条件的选择为了采集到较清晰的谱图，波数分辨率选取 ，扫描 次，扫描范围为 。先扫描空气环境作为测试背景，然后进行逐一浓度标样的扫描。采用 软件获得谱图数据，利用软件中的宏“”处理数据。以 处的特征吸收谱带作为定量分析峰，进行基线校正，再对获得的红外光谱图测量 范围内的吸收峰面积。标准曲线的绘制按照试验方法对、质量分数点的标样薄片，先进行红外扫描，后收集处理数据，结果见表 所示。表 标样薄片 吸收峰面积样品编号 质量分数（）吸收峰面积 平均值 由不同质量分数成核剂 的特征吸收峰图可以看出，波数 吸收峰面积随成核剂 质量分数的增加而增加。以吸收峰面积为横坐标，质量分数为纵坐标，绘制标样吸收峰面积与 质量分数的工作曲线（见图 ）。由图 可见：成核剂 的吸收峰面积与其质量分数成正比，符合朗伯 比耳定律。其线性回归方程为：式中：为成核剂 质量分数，；为吸收峰面积，。相关因子 ，说明该标准曲线具有较好的线性相关性，可以满足实际检测工作的需要。图 成核剂 标准曲线 结果与讨论 标准曲线的准确性验证由于成核剂 作为透明剂，应用于聚丙烯中可以大幅提高聚丙烯制品的透明性，因此对标样薄片进行了雾度测试以验证其透明性（见表 ）。表 标样雾度测试样品编号 质量分数（）雾度 吸收峰面积 从表 中可以看出：随着成核剂 质量分数的增加，标样薄片的雾度明显降低，透明性显著增加。而 质量分数与雾度的对应性考察，可以间接证明雾度和质量分数负相关，从而可以确认标准曲线具有较好的线性相关性，符合准确度要求。方法精密度试验取聚丙烯树脂 ，批号为 、的样品，分别注塑制样 片，用红外光谱法对其进行测试，采用已绘制的标准曲线来计算其成核剂质量分数，计算标准偏差和变异因子，结果见表 。石 油 化 工 技 术 与 经 济 第 卷第 期 年 月表 精密度试验样品成核剂 质量分数（）平均值（）标准偏差（）变异因子 从表 可以看出：测得的两个批次聚丙烯产品的成核剂质量分数结果重复性较好。究其原因，除了分析方法和测试仪器的稳定性外，也和试样的制备方式有着密切的关系。为得到厚度均匀的样片，选择注塑的方式来制备样品，得到较好的结果，试样薄片厚度可以稳定在 。对同一类型的聚丙烯样品而言，可减少分析过程中的测厚环节，避免测量薄片厚度带来的误差，从而提高分析结果的准确度。次重复测试的相对标准偏差在 以内，说明该方法有较好的精密度，能满足实际生产中生产工艺的分析测定要求。方法准确性验证取不同牌号、批号的聚丙烯树脂产品，经注塑后分别测试其成核剂 质量分数和雾度，结果见表 。表 不同产品 质量分数和雾度测试数据样品牌号样品批号 质量分数（）雾度 续表 样品牌号样品批号 质量分数（）雾度 从表 中可以看出：随着产品中成核剂 质量分数的波动，其雾度与透明性也随之发生明显波动，符合 质量分数与雾度的对应性，表明用本法测定聚丙烯中成核剂 质量分数的定量分析方法准确可靠。结语红外光谱法可以用来测定聚丙烯样品中成核剂 的质量分数，且测定用样量少、制样简单、测定迅速方便、准确度高。文章绘制了实用的成核剂 质量分数标准曲线，选择合适的样品制备方式，使用注塑代替压塑，使得成核剂 在样品中的分布更加均匀，保证了测试结果具有代表性，同时又使测试结果的精密度得以提高。参考文献 涂志刚，吴增青 聚丙烯成核剂的应用 现代塑料加工应用，（）：谢晶曦，常俊标，王旭明 红外光谱在有机化学和药物化学中的应用 北京：科学出版社，（，），第 期（）全乃佳 红外光谱法测定聚丙烯中成核剂的质量分数 ，：，櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵 辛醇市场将强势上涨 年 月中旬以来，由于辛醇市场供应紧张，价格开始上涨，截至 月 日，较 月中旬上涨 元 ，涨幅达 。月下旬至 月，国内有 套辛醇装置计划检修，加上 月又是辛醇需求旺季，在供需利好的同步支撑下，预计辛醇市场价格将继续上涨。（）库存低位 年 月下旬至 月，中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司 、中国石油吉林石化公司 、中国石油四川分公司 年、中海壳牌石油化工有限公司 、江苏华昌化工股份有限公司 、利华益利津炼化有限公司 的辛醇装置均有检修计划，期间供应量将减少 。其他辛醇工厂库存不多，下游部分增塑剂企业借机停车检修，上下游产量损失导致产业链内产品库存继续低位。（）利润丰厚当前辛醇毛利在所有化工品中居首位。截至 年 月 日，山东省辛醇企业的利润率达 。由于产品紧缺，该行业基本不受上游成本和下游需求端影响，利润一直比较高。未来辛醇市场供应将持续紧张，下游用户库存保持低位，其价格将在高位运行，行业基本面持续强势，辛醇价格及利润都有继续上行空间。（）资源偏紧由于辛醇下游需求疲软，投资风险大，在丙烯产业链上不具备盈利优势，所以投资建设辛醇装置的企业较少，近几年辛醇新增产能有限。现有辛醇装置都联产丁醇，具有丁醇转产辛醇的潜力。但由于丁醇转产辛醇需要在原生产链不变的基础上并入缩合单元。系统并入需要一周时间，同时改变工艺条件会造成运营难度和营销成本增加，所以通过转产增加辛醇产量的做法也受到限制。辛醇下游主要集中在对苯二甲酸二辛酯（）等环保增塑剂。随着环保增塑剂需求加大，新增产能持续扩张，辛醇整体采购量稳中回升。在辛醇供应难增加的前提下，需求的增长会拉动辛醇价格上涨。（中国石化有机原料科技情报中心站供稿櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵）开发苯酚纯化工艺沙特基础工业公司（）开发苯酚和双酚集成工艺中的苯酚纯化工艺。该工艺将苯酚生产纯化工艺与双酚 （）生产工艺集成，使用 生产过程中的酚水代替纯水，用作苯酚生产工艺中烃去除塔中的共沸分离剂。酚类纯化工艺中使用来自 工艺的酚水可以优化工艺的资源利用并降低工艺复杂性。在实施例中，改进后的苯酚纯化工艺，苯酚回收率达到 ，比常规方法提高 。（中国石化有机原料科技情报中心站供稿）石 油 化 工 技 术 与 经 济 第 卷第 期 年 月