摘要：大分子量的物質(zhì)一般叫聚合物或高分子化合物，分子量都高達(dá)幾千甚至幾百萬(wàn)。不同單體在催化劑或加熱情況下經(jīng)聚合反應(yīng)得到理想分子量的聚合物。粘度是聚合物分子量的重要標(biāo)志，因此可以通過(guò)使用在線粘度計(jì)（英國(guó)HYDRAMOTION海默生振動(dòng)式在線粘度計(jì)）的方法檢測(cè)聚合反應(yīng)過(guò)程的粘度來(lái)精確確定聚合反應(yīng)的終點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 在線粘度計(jì)；聚合反應(yīng)；反應(yīng)終點(diǎn)控制

聚合反應(yīng)的粘度與聚合物的分子量有非常密切的關(guān)系，可以通過(guò)控制聚合反應(yīng)過(guò)程中粘度的變化來(lái)控制聚合物的分子量。然而，聚合反應(yīng)過(guò)程中粘度是處于一直變化中的，且粘度受到溫度、壓力、攪拌等各種因素的影響。因此，需要選擇合適的粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，來(lái)達(dá)到最佳的產(chǎn)品質(zhì)量控制。早期，聚合物生產(chǎn)商家采用毛細(xì)管粘度計(jì)、旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)及布氏粘度計(jì)等實(shí)驗(yàn)室型粘度計(jì)控制和測(cè)量聚合物的粘度和分子大小，非常消耗人力和時(shí)間，不能適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化進(jìn)程。

粘度是由流體內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)之間的引力形成內(nèi)摩擦，從而在外部表現(xiàn)為抵抗流體流動(dòng)的能力，因此它間接地反映了流體分子結(jié)構(gòu)及其分布狀態(tài)。流體分為牛頓流體和非牛頓流體，

其中最為理想的流動(dòng)形態(tài)是牛頓流體,

如圖 1 所示。面積為 A

、相對(duì)距離為 dx 的兩個(gè)液體

平面以速度差

dv 相對(duì)移動(dòng)時(shí), 它們之間將產(chǎn)生抵抗內(nèi)部流動(dòng)的趨勢(shì)和阻力即剪應(yīng)力,牛頓

流體的剪應(yīng)力 F = F / A 與剪變率 S = dv / dx 之間是線性關(guān)系: F / S , 即為牛頓流體的粘度， 在溫度、壓力等相同條件下，其粘度不受剪切應(yīng)力的影響，如圖 2 所示。但是化工行業(yè)的大部分流體為非牛頓體，且多為剪切變稀流體，如圖 3。非牛頓流體由結(jié)構(gòu)和分子量互不相同的分子組合而成，因此剪切速率的變化將影響其測(cè)定值，這就給粘度的測(cè)定帶來(lái)一定困難。

聚合反應(yīng)常通過(guò)加熱或者加催化劑的方法來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，在聚合反應(yīng)接近終點(diǎn)的時(shí)候反應(yīng)速度迅速，需要進(jìn)行精確控制（聚合反應(yīng)見(jiàn)圖 4）。德國(guó)某國(guó)際酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)商在酚醛生產(chǎn)中會(huì)碰到聚合反應(yīng)速度控制不好的問(wèn)題，且實(shí)驗(yàn)室采樣檢測(cè)時(shí)間相對(duì)滯后，常常不能夠及時(shí)停止反應(yīng)終點(diǎn)，因而造成產(chǎn)品不合格批次的產(chǎn)生，給工廠造成了很多可以避免的損失。前幾年其公司采用了 hydramotion 海默生XL振動(dòng)式在線粘度計(jì)連續(xù)的在線粘度監(jiān)測(cè)方法，淘汰了傳統(tǒng)的離線實(shí)驗(yàn)室粘度檢測(cè)方法后，現(xiàn)在可以正確判斷聚合反應(yīng)的正確粘度和溫度參數(shù)，有效的控制了不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。其公司采用的在線粘度計(jì)安裝方式是反應(yīng)釜壁直接安裝，安裝在反應(yīng)釜接近釜底位置（見(jiàn)圖 5），操作人員通過(guò)電子顯示器觀察到反應(yīng)過(guò)程中粘度隨時(shí)間變化的曲線，及時(shí)控制反應(yīng)進(jìn)程（見(jiàn)圖 6）。

圖 5.某公司在線粘度計(jì)安裝的現(xiàn)場(chǎng)圖片