核磁法分析含油率中檢量線的設定

王 娟，趙 均

(1.中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽 471012;2.洛陽石化聚丙烯有限責任公司，河南洛陽 471012)

纖維含油率是滌綸長絲的一個重要指標。長絲油劑主要由各種表面活性劑、潤滑劑等組成。主要作用是改善纖維的拉伸性、集束性、耐磨性、耐熱性及抗靜電性等，使纖維上油后能夠順利卷繞，絲筒成型良好，機織順利進行。上油不勻直接影響纖維的條干不勻、染色不勻及產(chǎn)生毛絲。因此控制纖維含油率直接決定纖維將來的服用性能。

洛陽石化長絲含油率檢驗采用的是英國牛津公司的核磁共振儀(MQA7020)。核磁法測試化纖含油率檢測過程中一個主要因素是檢量線的準確設定。在常溫下，化學纖維是固體，纖維油是液體，纖維發(fā)出的磁信號比纖維油發(fā)出的信號衰減快，從兩者的差異即可通過數(shù)學方法分離出各自的磁信號。由于信號強度與檢測區(qū)內(nèi)氫原子的數(shù)量成正比，在其它條件不變的情況下，信號值S1與纖維質(zhì)量成正比，信號值S2與油劑質(zhì)量成正比。由此可知纖維含油率(質(zhì)量比)與信號比S1/S2線性相關，只要選取幾個含油纖維樣品，就可通過線性回歸法得到纖維含油率和信號比S1/S2的函數(shù)關系。設定出檢量線，以后只要測纖維樣品的磁信號，就可計算出含油率。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器:MQA7020核磁共振儀，快速萃取器，烘箱，天平(0.0001g)。試劑:乙醚(AR)，德國雙 S生產(chǎn)的型號POY1600油劑，日本竹本公司生產(chǎn)的型號POY3307油劑，日本竹本公司生產(chǎn)的型號FDY1641油劑。

1.2 兩種不同檢量線的制作方法

為確定不同油劑處理前后對檢測結果的影響，本文對長絲裝置使用的主要油劑POY1600油劑、POY3307油劑、FDY1641油劑處理前后分別制作檢量線。

1.2.1 油劑處理

稱取2 g左右的油劑，在105℃ ±2℃的電熱鼓風干燥箱內(nèi)烘3 h，恒重。即得到烘后油劑，同時可算出其有效成分，結果見表1。

表1 POY1600、POY3307、FDY1641三種油劑的有效成分

從表1可以看出，在相同的實驗條件下，POY1600、FDY1641有效成分較高，POY3307有效成分較低。

1.2.2 檢量線Ⅰ的制作方法

各取6個3 g±0.15 g左右的無油絲(從噴絲板出來沒有上油的絲)試樣，分別加入一定量的型號為POY1600、POY3307、FDY1641 油劑，根據(jù)其有效成分換算成純油劑，配制成不同含油率的點(其中包括一個含油率為“0”的點，即一個不加油的無油絲試樣)。在核磁共振儀上測試其信號，以核磁信號作縱坐標，含油率作橫坐標，繪制檢量線。

1.2.3 檢量線Ⅱ的制作方法

用烘后油劑代替原油按照檢量線Ⅰ的制作方法制作檢量線Ⅱ。

2 結果與討論

2.1 型號POY1600的油劑檢量線的制作

2.1.1 檢量線的制作

POY1600的油劑檢量線Ⅰ見圖1。

圖1 POY1600檢量線Ⅰ

POY1600的油劑檢量線Ⅱ見圖2。

圖2 POY1600檢量線Ⅱ

2.1.2 兩種檢量線測試含油率對比

取5組含有型號為POY1600絲，分別用兩條檢量線測試含油率，并與快速萃取法對比，測定結果見表2。

表2 兩種檢量線測試含油與快速萃取法對比

由表2可以看出，對于含有POY1600的油劑纖維的含油率測試時，用原油或烘后油劑制作的檢量線測試含油率測試誤差均在10%以下，在允許誤差范圍內(nèi)?？梢缘贸鼋Y論:使用原油還是烘后油劑制作檢量線對含有POY1600油劑的纖維，含油測定結果非常接近，這主要由于POY1600油劑有效成分較高，因此可以采用原油制作檢量線。

2.2 型號FDY1641的油劑檢量線的制作

2.2.1 檢量線的制作

FDY1641的油劑檢量線Ⅰ見圖3。

圖3 FDY1641檢量線Ⅰ

FDY1641的油劑檢量線Ⅱ見圖4。

圖4 POY1600檢量線Ⅱ

2.2.2 兩種檢量線測試含油率對比

取5組含有型號為FDY1641絲，分別用兩條檢量線測試含油率，并與快速萃取法對比，測定結果見表3。

表3 兩種檢量線測試含油與快速萃取法對比

由表3可以看出，對于含有FDY1641的油劑的纖維進行含油率測試時，測試誤差在10%以下，在允許誤差范圍內(nèi)。同樣可以得出結論:使用原油還是烘后油劑制作的檢量線對含有FDY1641油劑的纖維，其含油率測定結果非常接近，這主要由于FDY1641油劑有效成分較高，因此可以采用原油制作檢量線。

2.3 型號POY3307的油劑檢量線的制作

2.3.1 檢量線的制作

POY3307的油劑檢量線Ⅰ見圖5。

圖5 POY3307檢量線Ⅰ

POY3307的油劑檢量線Ⅱ見圖6。

圖6 POY3307檢量線Ⅱ

2.3.2 兩種檢量線測試含油率對比

取5組含有型號為POY3307絲，分別用兩條檢量線測試含油率，并與快速萃取法對比，測定結果見表4。

由表4可以看出，兩種檢量線對含有POY3307油劑的纖維含油率影響很大。而用烘后油劑的檢量線測得的含油率誤差在10%以下。這是由于POY3307油劑有效成分較低。因此，對于含有POY3307油劑的纖維只能用烘后油劑制作檢量線，才能保證測量的準確性。

表4 兩種檢量線測試含油與快速萃取法對比

2.4 造成檢量線誤差的其它原因

2.4.1 環(huán)境的影響

由于核磁儀對環(huán)境要求較高，周圍不能由鐵質(zhì)物質(zhì)或易被磁化的物質(zhì);否則將影響測試結果。

2.4.2 人為因素的影響

在檢量線的制作過程中，油劑的稱量、纖維的丟失，測試管污染，以及人手直接觸摸測試管刻度線以下，都會造成檢量線的不準確。

3 結論

由于型號POY1600、FDY1641的油劑有效成分較高，可以直接采用原油制作檢量線。型號為POY3307的油劑有效成分較低，因而只能采用烘后油劑制作檢量線，才能得到準確的結果。手工制作檢量線時，存在人為誤差，需要定期校驗。油劑品種更換時，必須更換油劑曲線。檢量線的制作是影響核磁法測試的主要因素，它直接決定著測定結果的準確度。