用浸渍法测试PET瓶级聚酯切片的密度

PET瓶级聚酯切片是由基础切片经固相缩聚装置(SSP)增粘后得到的。增粘过程主要包括预结晶、结晶和缩聚等，各过程中切片结晶速率和结晶程度的控制非常重要，结果过快或过慢都会影响下一步生产工序，最终产品的结晶度也会影响下游用户对产品的加工性能。

瓶片的结晶度测试通常采用密度法，即通过测试样品的密度后根据经验公式计算出切片样品的结晶度。瓶片国标GB17931-2003中规定瓶片密度是采用密度梯度法测试，存在方法所用密度梯度液配制繁琐，所需试剂四氯化碳、正庚烷对人体有害及测试时间长等不足。查阅了密度测试的相关资料，GB/T 1033.1-2008/ ISO 1183-1：2004塑料 非泡沫塑料密度的测定，其中的浸渍法测密度有一定的借鉴作用。目前采用浸渍法原理的专用密度天平或电子天平上增加密度组件被广泛用于样品的密度测试，此方法有仪器成本低、测试快速、不使用有害试剂和数据准确等优点。由于非泡沫塑料密度浸渍法测试浸渍液采用的是蒸馏水，通常瓶片在水中浸润性不是很好，测试结果会有很大的离散性而造成数据准确度不高。经过研究和实验，改进了浸渍液，同时研究测试过程的各影响因素并进行优化改进，采用浸渍法测试瓶片的密度获得了良好的精密度和准确度，完全可以用于瓶片的密度测试。

1 试 验

1.1 仪器和试剂

密度天平：METTLER AG204配密度天平组件，精密度0.1 mg，梅特勒-托利多公司；

瓶片标准样品(GSB 10-1074-2012)：中国石化仪征化纤有限责任公司；

无水乙醇：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

标准密度球：ρ=1.398 3 g/cm3；

温度计：最小分刻度0.1 ℃，梅特勒-托利多。

1.2 测试步骤

在民用建筑的施工过程中，为了更好地解决地下水的处理问题以及桩基质量问题，应做好前期勘察工作，尤其是对岩土地质情况的勘察。在勘察过程中，应对建筑场地中的不良地质现象予以关注，同时，还应对建筑所处地层进行分析。在对地层进行勘察的过程中，应做好对地层类别、成分以及坡度的记录，为实际施工工作提供参考。另外，还应对地基中的持力层和软弱土层的地质性质进行鉴定。另外，在实地勘察过程中，还应对水文等地质条件进行调查，并做好数据记录等工作。只有做好前期的勘察准备工作，才能为实际的施工提供准确的数据，进而为施工技术的应用奠定基础。

1.3 计算公式

根据浸渍液温度查乙醇密度表得出此温度下乙醇密度，依据下列公式计算结果：

 

其中：ρ是待测样品密度,g/cm3；ρ0是浸渍液的密度，g/cm3；ρL是空气的密度，0.001 2 g/cm3；mA是待测样品在空气中的质量，g；mB是待测样品在浸渍液中的质量，g。

2 结果与讨论

2.1 浸渍液的选择

浸渍法通常采用的浸渍液为蒸馏水，有时也采用无水乙醇，所以对瓶片标准样品分别采用蒸馏水和无水乙醇进行了对比试验，数据见表1。

期末考试结束的那天下午，我又一次给他递了纸条，约他晚上一起看电影。陆浩宇来了，但他还邀来了温宜和肖斌，他说：“马上要分文理科了，以后大家能够在一起的时间也不多了。”那天晚上，陆浩宇比平时活跃一些，和肖斌有一句没一句地说了不少话，但我不开心，我所期待的二人世界变成了四个人，我在里面算什么角色呢？

 

表1 蒸馏水和无水乙醇作为浸渍液的对比数据 (单位：g/cm3)

  

12345极差蒸馏水1.39921.39421.39571.39131.39650.0079无水乙醇1.40031.39941.39991.39951.39920.0011

从对比数据可以看出，对于瓶片采用蒸馏水作为浸渍液的数据离散性大，这与水不能完全浸润PET聚酯切片有关。采用无水乙醇的数据极差较小，能满足平行样最大允差≤0.003 g/cm3的要求，最终选择无水乙醇作为浸渍液。

2.2 称样量的选择

由于瓶片是小颗粒的粒子，称样量少会造成测试结果的误差大，所以进行了不同称样量的实验。试验采用瓶片标准样品，对不同称样量测得结果的极差进行对比，见表2。

 

表2 不同称样量下的数据极差对比

  

称样量/g0.10.20.40.50.60.81.01.2极差/(g·cm-3)0.01030.00400.00230.00150.00080.00120.00100.0009

从表2中数据可经看出，当称样量≥0.5 g时，测试结果的极差能满足最大允差的要求。参考GB/T 1003.1-2008/ISO 1183-1：2004相关规定要求称样量不小于1 g，同时考虑密度天平的挂篮直径只有4 cm，而且瓶片是小粒子状并不是块状物，称量样过多会造成切片倒入挂篮进行二次称量时洒落到挂篮外，增加了操作的难度。从方法的可操作性及仪器本身的适应性，最终确定称样量为1.0～1.2 g。

2.6.2 浸渍液的表面张力

2.3 无水乙醇的选择

无水乙醇通常都含有微量的水，理论上会造成乙醇的实际密度比理论值偏高，因此用于浸渍液测试样品密度时，测得样品的密度要比实际低。分析纯无水乙醇的含水率指标≤0.3%，实际对常见几个厂家的无水乙醇进行卡尔费休水分的测试，表明大多数厂家无水乙醇的含水率≤0.2%，但也有个别小厂标称分析纯的乙醇含水率高达2.5%。

鲁棒性的分析可以用零极点图来描述，通过零极点的位置变化来说明系统的鲁棒稳定性。零极点图可以由20-sim中Frequency Domain Toolbox的Model Linearization工具直接得到[11]，如图8所示，选择输入输出变量后即可得到如图所示的界面，选择相应的选项即可得到相应的传递函数、零极点等，同时也可以直接画出Bode图、Nyquist图、零极点图等，从而使得系统的分析更加方便简洁。

 

表3 无水乙醇吸水性对密度测试影响的试验

  

时间/h0123456含水率,%0.140.250.480.710.850.981.26密度/(g·cm-3)1.39961.39851.39711.39591.39511.39441.3928

从表中数据可看出，随着时间的延长，乙醇中含水量逐渐增加，所以样品测得的密度也随之降低。用此方法测试瓶片的密度时，应保证无水乙醇的质量(含水率≤0.3%)，同时测试应保证2 h内完成，否则会造成测试结果偏低而影响准确度。如果不能保证无水乙醇的含水率符合≤0.3%要求，则有必要对使用的无水乙醇实际密度进行校正。

2.4 无水乙醇实际密度的校正

由于无水乙醇的产品质量和易吸水性，用作密度测试的浸渍液时，其理论密度和实际密度存在一定的偏差。解决此问题的方法是用经过检定或校准的已知密度的标准密度球(本实验选用的是和样品密度接近的ρ=1.398 3 g/cm3密度球)对无水乙醇的密度进行校正。

天津石化在进出公司、部际间设置了86台质量流量计，用于原油、成品油、液化气、石脑油等管输物料产品的交接与监督计量，同时应用iFix采集软件实现了质量流量计流量、温度、压力等常规参数的采集与监测。在现场实际应用过程中，发现存在如下问题：

每次测试前，先称量标准密度球在空气中的质量，然后再称取其在无水乙醇作为浸渍液中的质量。由于标准密度球的密度已知，通过公式可以计算出实际的无水乙醇的密度，用于样品的密度测试计算。

从实际情况上看，国内建筑业的迅速发展主要是依赖经济的进步，人们对建筑质量有更高的要求，对建筑水平也提出了更多的要求，这些都是促进建筑业整体发展的重要因素。而国内建筑业取得了不错的成就，在技术以及管理上都是在不断进步的，安全管理是建筑建设中最关键的管理内容，加强管理的力度可以让人们更加相信建筑的可靠性。在施工中建筑安全监督也是不可缺少的，这对保证现场的安全以及居民的安全都有非常深远的影响，对人们的生命健康以及财产安全都有直接的影响。因此在建筑建设中质量安全的严格监督是必不可少的[1]。

2.4.2 校正的计算公式

无水乙醇密度校正计算公式：

患者，男，30岁，因“劳累后下腰部正中及右侧髂腰部疼痛加重1年”就诊。追问病史，12年前新兵训练5 km武装越野时曾出现类似症状，疼痛视觉模拟量表（VAS）评分［2］5 ～ 7分，休息及对症治疗后症状消失；此后偶有劳累后腰痛，VAS评分2 ～ 4分，休息后减轻，未予重视，未行影像学检查。1年前更换岗位，弯腰负重增多，腰痛症状再次出现并进行性加重，VAS评分4 ～ 6分，且休息不能缓解。查体：腰部姿势僵硬，右侧腰部肌肉紧张；L4/L5棘突间隙触诊不清且有压痛，腰部屈伸时疼痛均加重，弯腰时痛点略下移；右侧L4/L5关节突关节处压痛，腰部前屈及向右侧侧曲时加重，VAS评分6分；下肢感觉、肌力正常。

 

其中：ρS是标准密度球密度,g/cm3；ρ0是无水乙醇的密度，g/cm3；ρL是空气的密度，0.001 2 g/cm3；mA是标准密度球在空气中的质量，g；mB是标准密度球在无水乙醇中的质量，g。

2.4.3 校正后的效果评价

采用密度为1.401 g/cm3(密度梯度法定值的)瓶片标准样品，在不同时间、不同环境温度和不同无水乙醇含水率下进行校正前和校正后的对比试验，试验结果见表4。

 

表4 无水乙醇密度校正后的效果评价试验

  

序号浸渍液温度/℃未校准乙醇密度/(g·cm-3)校准后乙醇密度/(g·cm-3)未校准切片密度/(g·cm-3)校准后切片密度/(g·cm-3)128.50.782050.783161.39961.4016228.50.782050.783251.39921.4013327.00.783340.789181.38931.4003427.00.783340.791681.38651.4016527.60.782820.796181.37771.4012628.70.781870.794921.37771.4007

试验数据可以看出，经过校准后的样品密度和标准值一致。用标准密度球对浸渍液密度进行校正后有诸多优点，一定程度上消除了因无水乙醇的质量、含水率、温度波动所带来的系统误差；降低了浸渍液的更换频率，减少了试剂的消耗；采用检定或校准后标准密度球校正，便于溯源。

在测定固体密度时所用的挂篮是使用两根直径为0.7 mm的铂丝悬挂在浸渍液中，装浸渍液的烧杯直径约76 cm，如果在空气中称量1.5 g的瓶片,切片的总体积略小于1.1 cm3，倒入浸渍液中再次称量质量时，挂篮在液体中的浸没深度是基本不变的，引起浸渍液液面的上升小于0.002 4 mm，选择1.0～1.2 g称样量可以忽略由于固体浸没引起液面的变化，所以挂篮受到的浮力是恒定的，误差可以忽略不计。

2.5 重复性和再现性评价

对瓶片标准样品分三次测试，每次测得10个数据，并对数据进行统计分析，见表5所示。

 

表5 精密度实验数据 (单位：g/cm3)

  

序号样1样2样311.4001.4001.40121.4011.3991.40031.4011.3991.40041.4001.4001.40051.4011.4001.40061.4011.4001.40171.4001.4001.40281.4001.4001.40191.4001.3991.401101.4001.4001.401Sr0.000564374SR0.00075228r0.00159718R0.002128954

统计分析得出方法重复性r为0.001 6 g/cm3,再现性R为0.002 1 g/cm3。

2.4.1 校正的步骤

2.6 其它影响因素

2.6.1 温度

[13]Thesaccharinestatementsofloveandfriendship belie a harsher truth.In many ways,this is not a relationship of equals.

固体对温度的影响不灵敏，对应的密度变化也无足轻重。然而，根据“阿基米德”原理用浸渍液来进行固体密度测定时，由于温度对液体的密度有很大的影响(0.000 1～0.1/℃)，在瓶片的密度测定中如不用标准密度球进行浸渍液密度校正时，则始终要考虑浸渍液的温度，如使用标准密度球进行浸渍液密度校正则可以不需要考虑温度，只要保证校准和测试时温度一致即可。

采用HPLC方法对添加可可碱的发酵液进行含量检测分析，结果显示为期10 d的发酵对发酵液中可可碱的含量变化无明显影响，这意味着发酵液中的可可碱可能不能被冠突散囊菌生长繁殖所直接利用，这可能与咖啡碱较稳定的化学性质有关，由图3可知，发酵结束时在发酵液中能检测到少量的咖啡碱，这说明冠突散囊菌可能能以可可碱为前提合成咖啡碱。

辅助液体对挂篮吊线的附着力会使得称量质量数值加大。由于在固体密度测定的过程中，吊篮始终浸没在辅助液体中，一般可以忽略辅助液体表面张力对称量结果的影响。

密度天平烧杯中倒入无水乙醇作为浸渍液。打开天平预热，待天平稳定后，先记下浸渍液的温度。取一定量的瓶片样品称量其在空气中的质量，然后全部倒入挂篮并放入浸渍液中，等样品充分浸润后挂到固定支架上称量，待读数稳定后记下其在浸渍液中的质量。

2.6.3 挂篮在液体中浸没的深度

1.4 注意事项 由于毛细支气管炎患儿痰多、粘稠，雾化时应备好吸痰器，专人守护，注意观察患儿呼吸、面色及痰液情况，雾化过程中加强与家属的沟通，加强家属的依从性。

无水乙醇还具有较强的吸水性，当暴露在空气中易吸收空气中的水分造成其实际密度不断升高，因此随着测试时间的延长测试结果也不断降低。表3是在室温28 ℃湿度80%环境下，将无水乙醇暴露在空气中，每隔一小时测其水分含量和同一样品密度的试验数据。

2.6.4 浸没样品附着气泡影响

气泡会产生浮力，影响样品在浸渍液中的实际质量，所以为了避免空气气泡，建议采用以下预防措施：定期清洁挂篮上的污染物；在密度测定过程中避免用手接触浸没在液体中的部件；样品倒入浸渍液后要轻轻上下抖动挂篮使样品表面充分浸润。

电话响起，“妈，小文怀孕了，你准备好，我后天去接您。妈，小文真听话，二胎政策刚下来，她就怀孕了。哈哈，妈你高兴不？”

近年来，佛山市食品药品监督管理局稽查局克服人员少、任务重、压力大的困难，坚决落实“四个最严”总体要求，始终保持打假治劣的高压态势，稽查工作不断取得新成效。2014年至今，全市共办理食品药品案件6734宗， 案值6991万元， 罚没2951万元，捣毁、取缔窝点3263个，吊销许可证21个，移送公安案件838宗，刑拘1065人。2015年该稽查局被评为全省系统稽查打假先进单位；2016年稽查团队被授予佛山市首批“共产党员创优岗”示范单位称号。

2.6.5 切片外观影响

当切片浸没在液体中时，气泡切片、带孔切片由于不是孔中所有的气体均被液体替代，有毛刺切片会产生气泡，这就会引起浮力的误差，所以测试的样品要选择外观规整、无毛刺、无孔、无气泡的切片。

3 结 论

采用无水乙醇作为浸渍液可以用于瓶片的密度测试。此方法测试过程简单、操作简便、无需使用有毒有害试剂，且方法有较高的精密度和准确度。用标准密度球校正后，不仅可以消除无水乙醇产品质量和含水率带来的影响，还可以消除其它外在因素的影响，进一步提高测试的准确度。此方法可替代目前的密度梯度法。

参考文献：

[1] 国家质量监督检验检疫总局.GB 17931-2003 瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂[S].北京：中国标准出版社,2004.

[2] 房迎春，仵春祺，李守超，等.密度天平法测定聚乙烯树脂密度方法的探讨[J].中国塑料，2013，27(3)：100-103.

[3] 国家质量监督检验检疫总局.GB/T 1033.1-2008 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分 浸渍法、液体比重瓶法和滴定法[S].北京：中国标准出版社,2008.

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