CN103900943A - 一种吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置和测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置和测试方法。本发明的测试装置包括支架（1），其具有底座和调节阀（9）；吸液测试容器（2），其可拆装地置于所述支架（1）的所述底座上，所述吸液测试容器（2）用于容纳待测试的吸液树脂颗粒和吸收液体；测杆（5）；磁环（4），其可滑动地套在所述测杆（5）上；筛网（3），其置于所述磁环（4）下且与所述磁环（4）成一体；传感器（6），其一端通过调节阀（9）固定于所述支架（1）上且另一端与所述测杆（5）相连；转化器（7），其连接于所述传感器（6）；采集系统（8），其连接于所述转化器（7）。本发明的测试装置和测试方法可准确高效地测得吸液树脂颗粒的吸液膨胀倍率，操作方便，重复性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置和测试方法。背景技术
吸液树脂颗粒，也称为高吸液树脂颗粒、吸水凝胶和水膨体等，是一种新型功能的高分子材料，能够迅速吸水膨胀为自身体积的数倍到上千倍，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀后，加压也很难将其从水分分离出来。1961年美国农业部北方研究所首次报道淀粉接枝类吸液树脂颗粒，相继1978年日本三洋化成株式会社将吸液树脂颗粒类材料用于一次性尿布，从此引起了全世界学者的广泛关注和研究。
从化学结构看，吸液树脂颗粒的分子结构上一般都含有如羟基、酰胺基、羧基、磺酸基等亲水性基团。从物理结构看，吸液树脂颗粒是具有三维空间网架结构的低度交联体，其骨架可以是能够交联的线性或体型长链分子，如淀粉、纤维素或合成树脂等。也可以这样理解：吸液树脂颗粒是水溶性高分子材料的延伸与拓展，如果将水溶性高分子材料进行交联，其性能依其交联程度的变化，由水溶性转变为膨润性的材料，若进一步的交联就变成吸水性树脂。而与水溶性高分子材料相比，吸液树脂颗粒进行了交联，具有低交联度、高溶胀率、能够吸水膨胀但不溶于水的结构和性能特征，再水中吸水膨胀后，能够保持粘弹性的状态。而从微观结构看，吸液树脂颗粒因合成体系不同而呈现出不同的交联形式，如淀粉接枝丙烯酸的为海岛型结构、部分水解聚丙烯酰胺的粒状结构，纤维素接枝部分水解丙烯酰胺的蜂窝型结构。
结构决定性能，吸液树脂颗粒类材料独特的分子结构，使得其具有独特的吸水保水性能和可观的应用前景，发展极其迅速，目前，已在个人卫生用品、工农业生产、土木建筑等各个领域都有广泛用途。在农业、林业方面可作为土壤保水剂，可作为食品材料的包装材料，可作为化妆品的增稠剂，在工业上又可作为脱水剂，在油田领域，也可用为堵漏剂，调剖剂等。
吸液膨胀倍率是评价吸液树脂颗粒的吸液性能的一项重要指标，至今仍没有统一的测定方法和条件。目前，国内外普遍使用筛网过滤法、茶袋法和凝胶烘干法等来测定吸液树脂颗粒的吸液膨胀倍率，但测定过程均存在人工处理，操作复杂，影响因素多，精度低等技术缺陷。
因此，存在对一种具有高精确度且操作简便的吸液树脂颗粒的吸液膨胀倍率的测试装置和测试方法的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置。
本发明的另一个目的是提供一种吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试方法。
本发明的吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置包括：
支架（1），其具有底座和调节阀（9）；
吸液测试容器（2），其可拆装地置于所述支架（1）的所述底座上，所述吸液测试容器（2）用于容纳吸液树脂颗粒和吸收液体；
测杆（5）；
磁环（4），其可滑动地套在所述测杆（5）上；
筛网（3），其置于所述磁环（4）下且与所述磁环（4）成一体；
传感器（6），其一端固定于所述支架（1）且另一端连接于所述测杆（5）；
转化器（7），其连接于所述传感器（6）；以及
采集系统（8），其连接于所述转化器（7）。
在本发明中，术语“吸液树脂颗粒”指的是与吸收液体接触后能够吸收液体而自身发生体积膨胀的粒状树脂。
在本发明中，术语“吸收液体”指的是与吸液树脂颗粒接触后，能够被吸液树脂颗粒吸收的任何液体，包括但不限于盐水、淡水、海水、模拟地层水、包括油在内的各种有机溶剂。
本发明所用的磁环用于接收传感器发出的脉冲信号，用于反馈磁环位移，其可以采用本领域常用的磁环。
本发明所用的筛网可以是本领域常用的筛网，筛网目数的选择与待测试的吸液树脂颗粒的平均直径相关。条件是确保所选目数的筛网能够使得吸收液体通过，但不能使待测试的吸液树脂颗粒通过且筛网由于重力作用始终位于待测试的吸液树脂颗粒之上。
本发明的传感器用于记录与筛网成一体的磁环的位移情况，其可以是本领域常用的磁致伸缩位移传感器。
本发明的转化器用于将传感器的信号转化后输送到采集系统进行采集，其可以是本领域常用的AD转换卡，将模拟信号转化为数字信号。
本发明的采集系统用于记录时间和转化器的传输信号，其可以是本领域常用的计算机模拟采集系统。
本发明的吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试方法包括下述步骤：
向吸液测试容器（2）内加入吸液树脂颗粒；
使筛网（3）置于所述吸液树脂颗粒之上且抵住所述吸液树脂颗粒，使得筛网（3）的高度等于吸液树脂颗粒的高度，记录此时的筛网高度，即筛网初始高度h1；
向吸液测试容器（2）内加入吸收液体；
所述吸液树脂颗粒与所述吸收液体接触后体积膨胀，推动筛网上升；
当所述吸液树脂颗粒被所述吸收液体饱和，筛网停止上升时，停止加入吸收液体，记录此时的筛网高度，即筛网最终高度hmax；
筛网最终高度hmax与筛网初始高度h1的比即为吸液膨胀倍率。
在本发明的测试过程中，确保磁环（4）和筛网（3）始终置于吸液树脂颗粒上方。
在本发明的测试过程中，使用筛网（3）、磁环（4）、测杆（5）和传感器（6）、转化器（7）以及采集系统（8）来测量、记录和显示所测试的吸液树脂颗粒在吸收液体前后的变化过程。待采集系统（8）中的吸液膨胀倍率曲线出现平台时，表明所测试的吸液树脂颗粒已经被吸收液体饱和，即可进行吸液膨胀倍率的计算。
与现有技术相比，本发明的吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置有效地解决了现有技术中的测试装置的吸液膨胀倍率误差较大、操作复杂的缺陷，为准确评价吸液树脂颗粒的吸液膨胀倍率提供了有效的技术参数并为准确评价吸液树脂颗粒的吸液性能提供了有力的技术支持和理论依据。本发明的测试方法可准确高效地测得吸液树脂颗粒的吸液膨胀倍率，操作方便，重复性好。
附图说明
附图用来提供对本发明的实施方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的实施方案，并不构成对本发明的限制。
图1为根据本发明的一个实施方案的吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置的示意图；和
图2为根据本发明的一个实施方案的筛网的位移和吸液膨胀倍率随时间变化的曲线图。
具体实施方式
以下以淡水作为吸收液体来举例说明本发明的吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置的使用和测试方法。本领域技术人员将理解吸收液体并不限于淡水。
参考图1，首先扭动调节阀9，使得测杆5的下端抵住吸液测试容器2的底部，确保筛网3位于吸液测试容器2的底部后，打开采集系统8进行零点标定；然后上移筛网3至超出吸液测试容器2的顶部后，向吸液测试容器2内加入待测试的吸液树脂颗粒（购自：天津中海油服化学有限公司，型号：Poly-Gel吸水树脂），缓慢摇晃吸液测试容器2，使吸液树脂颗粒在吸液测试容器2内均匀地铺平，确保测试结果的精确；缓慢放下筛网3至吸液树脂颗粒之上且刚好抵住吸液树脂颗粒，此时筛网3的高度为吸液树脂颗粒的高度，采集系统8记录此时的筛网高度，即筛网初始高度h1为1.3cm；接着，向吸液测试容器2内加入淡水，淡水会透过筛网网孔与吸液树脂颗粒接触；随着吸液树脂颗粒与淡水接触而发生体积膨胀，筛网被逐渐向上移动，采集系统8记录筛网高度的变化，直到吸液树脂颗粒被淡水饱和，筛网高度不再发生变化，如图2所示，吸液膨胀倍率曲线随时间的变化出现平台，此时停止加入淡水；采集系统8记录此时的筛网高度，即筛网最终高度hmax为60.19cm；筛网最终高度hmax与筛网初始高度h1的比即为吸液膨胀倍率，因而计算得到本次测试的吸液树脂颗粒的吸液膨胀倍率为60.19/1.3=46.3。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (5)
1.一种吸液树脂颗粒吸液膨胀倍率的测试装置，其包括：
支架（1），其具有底座和调节阀（9）；
吸液测试容器（2），其可拆装地置于所述支架（1）的所述底座上，所述吸液测试容器（2）用于容纳吸液树脂颗粒和吸收液体；
测杆（5）；
磁环（4），其可滑动地套在所述测杆（5）上；
筛网（3），其置于所述磁环（4）下且与所述磁环（4）成一体；
传感器（6），其一端固定于所述支架（1）且另一端连接于所述测杆（5）；
转化器（7），其连接于所述传感器（6）；以及
采集系统（8），其连接于所述转化器（7）。
2.如权利要求1所述的测试装置，其中所述传感器是磁致伸缩位移传感器。
3.如权利要求1所述的测试装置，其中所述转化器是AD转换卡。
4.一种使用如权利要求1-3中任一项所述的测试装置来测试吸液树脂颗粒的吸液膨胀倍率的方法，包括下述步骤：
向吸液测试容器（2）内加入吸液树脂颗粒；
将筛网（3）置于所述吸液树脂颗粒之上且抵住所述吸液树脂颗粒，使得筛网（3）的高度等于吸液树脂颗粒的高度，记录此时的筛网高度，即筛网初始高度h1；
向吸液测试容器（2）内加入吸收液体；
所述吸液树脂颗粒与所述吸收液体接触后体积膨胀，推动筛网上升；
当所述吸液树脂颗粒被所述吸收液体饱和，筛网停止上升时，停止加入吸收液体，记录此时的筛网高度，即筛网最终高度hmax；
筛网最终高度hmax与筛网初始高度h1的比即为吸液膨胀倍率。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述方法包括使加入的所述吸液树脂颗粒在所述吸液测试容器（2）内均匀地铺平。
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