Производство полимеров является одной из важнейших областей прикладной химии из-за значительного количества отраслей промышленности и огромных экономических последствий. Полимеры - это макромолекулы, полученные из простых химических компонентов (мономеров) путем химической реакции, называемой полимеризацией. Они превратились из дешевых заменителей натуральных продуктов в высококачественные варианты для самых разных областей применения. Они используются в качестве пленочных упаковок в цельнолитых формах для автомобильных кузовных деталей, телевизионных шкафов, авиационных деталей, пен для кофейных чашек и изоляции холодильников, волокон для одежды и ковровых покрытий, клеев, резины для шин и трубок, красок и других покрытий и многих других материалов. другие приложения.

Полимеризации сложно контролировать в режиме онлайн. Способность определять конверсию в химических реакциях в целом и реакциях полимеризации в частности чрезвычайно важна в связи с необходимостью тщательного мониторинга и контроля процессов и повышения эффективности существующих производственных процессов, а также новых. Информация о распределении молекулярной массы и структуре конечных групп часто необходима для точного контроля процесса и продукта.

Независимо от того, протекает ли полимеризация путем добавления в виде цепной реакции или конденсации в ступенчатой ​​реакции, важно полностью понимать химию, чтобы продвигать исследования и / или быстро выводить на рынок новые полимеры. Понимание критических параметров реакции полимера может привести к точному контролю многостадийной полимеризации, измерениям остаточного мономера в реальном времени и, в конечном итоге, улучшению свойств конечного полимера.

Приложение связано

Управление реакцией полимеризации создает серьезные проблемы для инженера-химика из-за того факта, что эти реакции, как правило, являются сильно экзотермическими и часто протекают в очень вязких средах, которые затрудняют перенос тепла и массы. Эти реакции известны нелинейным поведением, и в реакторах промышленного масштаба сообщалось о нескольких случаях множественности и устойчивых колебаний.

Ограничения традиционных методов измерения вязкости

Реологическое поведение большинства полимерных материалов весьма сложное. Вязкость зависит как от сдвига, так и от термической истории. Часто вязкость полимера измеряют в автономном режиме. Большинство имеющихся в продаже вискозиметров, используемых для онлайн-управления технологическими процессами – monitoring Степень реакции в реакции полимеризации принадлежит к одной из следующих категорий: 1. Вискозиметры, основанные на потоках, вызываемых давлением (например, капиллярные вискозиметры), 2. Ротационные, 3. Падающий поршень/сфера и 4. Вибрирующие трубки. Стеклянные капиллярные вискозиметры, традиционно используемые для измерения вязкости, чрезвычайно трудоемки и требуют много времени – стеклянные капилляры требуют очистки между испытаниями. Большинству распространенных инструментов вискозиметрии не хватает высокой повторяемости, что делает их непригодными для применения.

Реакция полимеризации ранее изучалась рядом автономных аналитических методов, включая гравиметрический анализ, ЯМР, ГХ, УФ-видимое излучение и дилатометрию. По мере протекания реакции возрастающая вязкость делает отбор проб в автономном режиме все более проблематичным, поэтому эти более ранние исследования были сосредоточены на начальных стадиях реакции полимеризации.

Обычные механические и электромеханические вискозиметры, предназначенные в первую очередь для лабораторных измерений, трудно интегрировать в системы контроля и мониторинга.oring среда. Текущая методология тестирования в сторонних лабораториях не является оптимальной и дорогой из-за логистических проблем с доставкой и высоких постоянных затрат. Сложные изменения, происходящие внутри, часто невозможно определить по обычному образцу, поскольку данные, представленные таким образцом, просто отражают состояние на момент отбора образца, а на обычные приборы могут влиять скорость сдвига, температура и другие факторы. переменные.

Точная инженерия макромолекулярных материалов требует тщательного мониторинга.oring условий реакции и хода полимеризации, будь то свободнорадикальная полимеризация в промышленном масштабе или контролируемая полимеризация в небольших масштабах. Хорошо регулируемые реакции полимеризации дают молекулы, которые хорошо охарактеризованы в отношении состава, молекулярной массы, молекулярно-массового распределения, структурных и физических свойств. Чтобы достичь этого, необходимо понимать и тщательно контролировать многие химические и реакционные параметры, связанные с процессом синтеза, и гарантировать, что синтезированный полимер «пригоден для использования» по назначению. Автоматизированный онлайн-мониторингoring является бесценным инструментом для управления реакциями, особенно когда процессы выполняются многоэтапно. Реакции полимеризации по своей природе сильно экзотермичны, быстры и чувствительны к небольшим примесям (следовым количествам воды). Кроме того, часто в рамках одной реакции передается несколько порядков вязкости.

Данные в режиме реального времени могут быть получены путем онлайн-анализа процессов производства полимеров, что обеспечивает быстрый кинетический скрининг и, как следствие, эффективную оптимизацию реакции. Сочетание обоих – непрерывной обработки потоков и онлайн-мониторинга.oring – представляет собой идеальный инструмент в любом химическом синтезе. Это позволяет осуществлять непрерывный «непрерывный» анализ реакционной смеси при любом заданном наборе условий реакции. Таким образом, становятся доступными быстрый и эффективный скрининг и по-настоящему высокопроизводительная оптимизация реакций.

ACOMP (автоматический непрерывный онлайн-мониторинг)oring полимеризации) реакций могут быть использованы в качестве аналитического метода в НИОКР, как инструмент оптимизации реакций на уровне стенда и пилотной установки и, в конечном итоге, для управления с обратной связью полномасштабных реакторов. Анализ в реальном времени на месте является лучшим средством изучения этой полимеризации, поскольку он повышает точность измерений, устраняет время и трудности, связанные с отбором проб в автономном режиме, и, что наиболее важно, дает более полное понимание кинетики и термодинамики реакции.

Характеристическая вязкость является важным инструментом в области исследований полимеров и белков и является важным компонентом ACOMP из-за следующих ключевых моментов:

• Это средство для понимания молекулярной структуры и взаимодействия в растворе.
• Измерение характеристической вязкости считается более надежным, чем рассеяние света, поскольку позволяет измерять меньшие молекулярные массы.
• Внутренняя вязкость (IV) является мерой молекулярной массы полимера и, следовательно, отражает температуру плавления, кристалличность и прочность на разрыв материала.
• IV используется как часть спецификации для выбора правильного сорта ПЭТ для конкретного применения и измеряется в различных точках цепочки поставок. Материал тестируется на всех этапах: от научно-исследовательских лабораторий, разрабатывающих новые полимеры, до химических компаний, отбирающих образцы из своих полимеризационных башен, до переработчиков, которые хотят контролировать свой процесс и качество готовой продукции.

Мониторинг вязкости в режиме реального времени имеет несколько мотивационных преимуществ: с точки зрения затрат, защиты окружающей среды и логистики.oring в процессе производства полимеров. Информация о вязкости в режиме реального времени оказалась ценной для обеспечения понимания ключевой информации о кинетике, механике и химической структуре, одновременно устраняя трудности, связанные с автономными измерениями реакций полимеризации. Ключевые моменты заключаются в следующем:

Экономические и логистические преимущества, снижение себестоимости продукции: Анализ вязкости в режиме реального времени позволит сократить количество образцов, отправляемых в лаборатории за пределами площадки, и связанные с этим расходы. Непрерывные результаты анализа на месте также уменьшат трудозатраты на доставку и затраты на выборку.

Усовершенствованный контроль процесса за счет лучшего анализа:

• Анализ широкого спектра полимеризаций, включая гомогенные (например, свободные радикалы и конденсация) и гетерогенные (например, эмульсии и микроэмульсии)
• Исследование роста цепи, сшивания и отверждения
• Понимание механистической роли катализаторов в полимеризации; определить активные виды катализатора и кинетику
• Мониторинг и упреждающее регулирование условий реакции по мере необходимости для обеспечения соответствия предполагаемым спецификациям конечного продукта
• Измерение уровня остаточного мономера и обеспечение его соответствия продукту и нормативным требованиям.
• монитoring реакция на протяжении всей полимеризации. Автономный анализ проб ограничивается исследованием ранних стадий из-за увеличения вязкости и трудностей, связанных с удалением проб.
• Позволяет более точно измерять остаточный мономер на последних стадиях реакции полимеризации из-за сложности извлечения всей пробы из экстрактора пробы для автономного анализа.
• Поскольку между дискретными образцами нет задержки, достигается более полное представление кинетики. Это позволяет лучше измерять кинетику реакции и возможность прогнозировать и контролировать кинетику реакции в режиме реального времени.
• Обеспечивает гораздо больше точек анализа данных в ходе полимеризации, обеспечивая более репрезентативные измерения и точные расчеты кинетики и термодинамики.

Улучшенное качество продукции и меньше потерь: Понимание химии реакций включает в себя такие факторы, как кинетика реакции, скорости превращения мономера и коэффициенты реакционной способности, взаимосвязь и влияние параметров реакции на молекулярную массу и распределение, глубокое понимание механизма полимеризации в фазах инициации, распространения и завершения и обеспечение того, чтобы общая структура полимера отвечает целевым потребностям применения. Способность точно характеризовать кинетику реакции и точно контролировать ее помогает достичь правильных свойств полимера и снизить потери.

Уменьшенное потребление энергии: Оптимальное использование ресурсов и электроэнергии в реакторах с жестким контролем над процессами

Повышенная безопасность работника: Другие факторы, такие как требования по охране труда и технике безопасности при работе с растворителями, забота об окружающей среде и необходимость в специалистах для проведения этих испытаний (которые должны проводиться в лаборатории), способствуют высокой популярности метода, не содержащего растворителей.

Более быстрое время отклика: Анализ вязкости (и плотности) на месте позволит сократить / устранить задержку между отбором проб и получением ответа из лаборатории.

Окружающая среда: Использование ресурсов можно максимизировать посредством онлайн-мониторинга.oring системы, что приводит к сокращению отходов, что полезно для окружающей среды. Повышение устойчивости за счет сокращения выбросов.

Автоматизированное измерение вязкости в режиме реального времени имеет решающее значение для производства полимеров. Rheonics предлагает следующие решения на основе сбалансированного крутильного резонатора для управления процессом и оптимизации процесса полимеризации:

1. В очереди Вязкость измерения: Rheonics" SRV Это линейное устройство для измерения вязкости широкого диапазона с встроенным измерением температуры жидкости, способное в реальном времени обнаруживать изменения вязкости в любом технологическом потоке.
2. В очереди Вязкость и плотность измерения: Rheonics" SRD это встроенный прибор для одновременного измерения плотности и вязкости с измерением температуры встроенной жидкости. Если измерение плотности важно для вашей работы, SRD - это лучший датчик для удовлетворения ваших потребностей, с эксплуатационными возможностями, аналогичными SRV, и точными измерениями плотности.

Автоматическое линейное измерение вязкости с помощью SRV или SRD устраняет различия в отборе проб и лабораторных методах, которые используются для измерения вязкости традиционными методами. Датчик расположен в линию так, что он непрерывно измеряет вязкость (и плотность в случае SRD). Использование SRV / SRD с ACOMP может повысить производительность и увеличить размер прибыли. Оба датчика имеют компактный форм-фактор для простой OEM-установки и дооснащения. Они не требуют обслуживания или перенастройки. Оба датчика дают точные, воспроизводимые результаты независимо от того, где и как они установлены, без необходимости использования специальных камер, резиновых уплотнений или механической защиты. Без расходных материалов SRV и SRD чрезвычайно просты в эксплуатации.

Компактный форм-фактор, нет движущихся частей и не требует обслуживания

RheonicsSRV и SRD имеют очень малый форм-фактор, что упрощает установку OEM и модернизацию. Они обеспечивают легкую интеграцию в любой технологический поток. Их легко чистить, они не требуют обслуживания или изменения конфигурации. Они занимают небольшую площадь, что позволяет устанавливать их в линию на любой технологической линии, избегая необходимости в дополнительном пространстве или адаптере.

Высокая стабильность и нечувствительность к условиям монтажа: возможна любая конфигурация

Rheonics В SRV и SRD используется уникальный запатентованный коаксиальный резонатор, в котором два конца датчиков закручиваются в противоположных направлениях, компенсируя реактивные моменты при их монтаже и, следовательно, делая их совершенно нечувствительными к условиям монтажа и расходам. Эти датчики легко справляются с регулярными перемещениями. Чувствительный элемент находится непосредственно в жидкости, поэтому специальный корпус или защитная клетка не требуются.

Мгновенное получение точных данных об условиях процесса - полный обзор системы и прогнозирующий контроль

RheonicsПрограммное обеспечение является мощным, интуитивно понятным и удобным в использовании. Вязкость в реальном времени можно отслеживать на компьютере. Управление несколькими датчиками осуществляется с единой приборной панели, разбросанной по всему заводскому цеху. Отсутствие влияния пульсации давления от перекачки на работу датчика или точность измерений. Не подвержен влиянию ударов, вибраций или условий потока.

Простая установка и не требует перенастройки / перекалибровки

Замена датчиков без замены или перепрограммирования электроники, замена датчика и электроники без каких-либо обновлений прошивки или изменений калибровочных коэффициентов. Легкий монтаж. Ввинчивается в резьбу ¾ дюйма NPT фитинга линии подачи чернил. Никаких палат, O-ring уплотнители или прокладки. Легко снимается для чистки или осмотра. SRV доступен с фланцем и tri-clamp соединение для облегчения монтажа и демонтажа.

Низкое энергопотребление

Источник питания постоянного тока 24V с потреблением тока ниже 0.1 A при нормальной работе

Быстрое время отклика и температурная компенсация вязкости

Сверхбыстрая и надежная электроника в сочетании с комплексными вычислительными моделями позволяют Rheonics устройства одни из самых быстрых и точных в отрасли. SRV и SRD обеспечивают точные измерения вязкости (и плотности для SRD) в режиме реального времени каждую секунду, и на них не влияют изменения расхода!

Широкие операционные возможности

Rheonics'приборы созданы для проведения измерений в самых сложных условиях. SRV имеет самый широкий на рынке рабочий диапазон поточных технологических вискозиметров:

• Диапазон давления до 5000 фунтов на квадратный дюйм
• Диапазон температур от -40 до 200 ° C
• Диапазон вязкости: от 0.5 сП до 50,000 сП

SRD: один инструмент, тройная функция - Вязкость, температура и плотность

RheonicsSRD — это уникальный продукт, который заменяет три различных прибора для измерения вязкости, плотности и температуры. Это устраняет трудности совместного размещения трех разных приборов и обеспечивает чрезвычайно точные и повторяемые измерения в самых суровых условиях.

Чистый на месте (CIP)

SRV (и SRD) контролируют очистку линий с помощью monit.oring вязкость (и плотность) растворителя на этапе очистки. Любой небольшой остаток обнаруживается датчиком, что позволяет оператору решить, является ли линия чистой по назначению. Альтернативно, SRV передает информацию в автоматизированную систему очистки, чтобы обеспечить полную и повторяемую очистку между проходами, в отличие от стеклянных капилляров.

Превосходный дизайн датчика и технология

Сложная запатентованная электроника третьего поколения управляет этими датчиками и оценивает их реакцию. SRV и SRD доступны со стандартными технологическими соединениями, такими как ¾ дюйма NPT и 3 дюйм. Tri-clamp позволяет операторам заменить существующий датчик температуры в технологической линии на SRV/SRD, предоставляя ценную и полезную информацию о технологической жидкости, такую ​​как вязкость, помимо точного измерения температуры с помощью встроенного датчика Pt1000 (доступен стандарт DIN EN 60751, класс AA, A, B) .

Электроника построена в соответствии с вашими потребностями

Электроника датчика, имеющаяся как во взрывозащищенном корпусе преобразователя, так и на DIN-рейке малого форм-фактора, обеспечивает простую интеграцию в технологические трубопроводы и внутри шкафов с оборудованием.

Простота интеграции

Многочисленные аналоговые и цифровые методы связи, реализованные в электронике датчика, делают подключение к промышленному ПЛК и системам управления простым и понятным. Чрезвычайно удобно интегрировать датчики в ACOMP.

Rheonics предлагает искробезопасные датчики, сертифицированные ATEX и IECEx для использования в опасных средах. Эти датчики соответствуют основным требованиям по охране труда и технике безопасности, касающимся проектирования и изготовления оборудования и защитных систем, предназначенных для использования в потенциально взрывоопасных средах.

Сертификаты искробезопасности и взрывобезопасности, выданные Rheonics также позволяет настраивать существующий датчик, позволяя нашим клиентам избежать времени и затрат, связанных с поиском и тестированием альтернативы. Пользовательские датчики могут быть предоставлены для приложений, требующих от одного до тысяч единиц; со сроками выполнения недель, а не месяцев.

Rheonics SRV & SRD сертифицированы как ATEX, так и IECEx.

Непосредственно установите датчик в ваш технологический поток для измерения вязкости и плотности в режиме реального времени. Обходной линии не требуется: датчик может быть погружен в линию, расход и вибрации не влияют на стабильность и точность измерений. Оптимизируйте процесс принятия решений, предоставляя повторные, последовательные и последовательные испытания жидкости.

Rheonics разрабатывает, производит и продает инновационные датчики и средства мониторинга жидкостей.oring системы. Точность, созданная в Швейцарии, RheonicsЛинейные вискозиметры обладают чувствительностью, необходимой для применения, и надежностью, необходимой для работы в суровых условиях эксплуатации. Стабильные результаты – даже при неблагоприятных условиях потока. Никакого влияния падения давления или скорости потока. Он одинаково хорошо подходит для измерений контроля качества в лаборатории.