CN1598531A - 水饱和蒸气压测定装置及其测定方法 - Google Patents

Abstract

水饱和蒸气压测定装置及其测定方法，它涉及一种对于水凝胶中水的饱和蒸气压的测定装置及其测定方法。到目前为止没有水凝胶中水的饱和蒸气压的测定装置及测定方法。本发明装置包括设置在水浴箱(1)内的密封容器(2)，待测样品(13)设置在密封容器(2)内，密封容器(2)与真空泵(3)相连。本发明的方法包括a.将各部件连接；b.在冷阱(9)内放满冰块；c.恒温水浴的温度调至0～100℃；d.对密封容器(2)抽真空；e.记录相对湿度值RH％和温度值T₁以及温度计(6)的温度值T₂；f.根据P₂＝P₁×RH％公式所得数值即为样品在T₂下的饱和蒸气压P₂。本发明装置结构简单，组件廉价易得。使用本发明方法的测定结果受外部环境影响极小，测定数据重现性好利于推广应用。

Description

水饱和蒸气压测定装置及其测定方法

技术领域：

本发明涉及一种对于水凝胶中水的饱和蒸气压的测定装置及其测定方法。

背景技术：

水的饱和蒸气压是指在一定温度下，在一真空的密闭容器中，水蒸气分子向液面凝结和水分子从液面逃逸的速度相等时，液面上的蒸气压力。高吸水树脂是一类可吸收自身重量几十乃至几千倍水份的高分子物质，吸水后呈凝胶状态。水凝胶中的水具有蒸发速率减慢的特性，因而该性能已被广泛应用于抗旱保苗、防沙固林等方面，近年来，国内掀起了高吸水树脂的生产与应用的热潮。目前，各厂家提供的高吸水树脂的产品指标只有‘吸水倍率’一种，而实际上吸水倍率并不能真正反映该产品的保水性能，保水效果也良莠不齐，严重影响了高吸水树脂的市场发展与应用推广。由于水凝胶是介于固相和液相之间的一种物质状态，其表现出来的“浓度～相变温度～表观蒸气压”关系与水溶液有显著的差异，这使得应用于液体饱和蒸气压的测定方法不能测定水凝胶中水的饱和蒸气压。而到目前为止，还没有水凝胶中水的饱和蒸气压的测定装置及测定方法。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能定量反映高吸水树脂保水性能的产品指标的水饱和蒸气压测定装置及其测定方法，水饱和蒸气压测定装置包括设置在水浴箱1内的密封容器2，待测样品13设置在密封容器2内，所述密封容器2与真空泵3相连，所述密封容器2内设有温湿度传感器4，温湿度传感器4与数字温湿度计5相连，待测样品13与温度计6接触，温度计6、温湿度传感器4都与密封容器2密封连接，在连接密封容器2与真空泵3之间的管路7上设有冷阱9，在冷阱9内设置有冷凝水接受器10，所述管路7与冷凝水接受器10连接，在所述管路7上还设置有真空三通阀11和数字真空表12。使用上述水饱和蒸气压测定装置对水饱和蒸气压进行测定的方法由以下步骤完成：a.在冷阱9内放满冰块；b.恒温水浴的温度为0～100℃；c.调节真空三通阀11使密封容器2与真空泵3接通，抽真空至密封容器2内的气压值低于水在室温时的饱和蒸气压；d.保持密封容器2内真空度的稳定，记录数字温湿度计5显示的相对湿度值RH％和温度值T₁以及温度计6显示的温度值T₂，直至相对湿度值RH％能保持20min以上稳定不变；e.则该RH％值与T₁时水的饱和蒸气压P₁的乘积即为样品在T₂下的饱和蒸气压P₂，P₂见下式：

                     P₂＝P₁×RH％。

水凝胶中水的饱和蒸气压以及可以由此推算的水在水凝胶中的摩尔蒸发焓是只与产品性能有关的、可以客观反映产品保水性能的参数，具备作为不同高吸水树脂产品保水性能的评价指标的条件。本项发明解决了水凝胶中水的饱和蒸气压的测定问题，并同样适用于水在其它异相吸水性物质中饱和蒸气压的测定，测定精度达到了区分不同高吸水树脂产品保水性能的程度。本发明填补了水凝胶中水的饱和蒸气压测定问题的一项空白，为该类物质的交联度结构表征提供了一个新的途径(由于含有大量的水分，该类物质很难用电镜类现代检测仪器对其内部结构进行表征)；该方法简单易行，测定装置的组件廉价易得(4000元的装置即可完成高吸水树脂保水性能的评价工作)，测定结果受外部环境影响极小，测定数据重现性好，对不同高吸水树脂水凝胶中的水的饱和蒸气压的差别有明显的分辨能力，操作过程可全程实现质量保证，测量精度与数字真空表和数字温湿度计的一致。

附图说明：

图1是本发明测定装置的结构示意图。

具体实施方式：

具体实施方式一：本实施方式水饱和蒸气压测定装置包括设置在水浴箱1内的密封容器2，待测样品13设置在密封容器2内，所述密封容器2与真空泵3相连，所述密封容器2内设有温湿度传感器4，温湿度传感器4与数字温湿度计5相连，待测样品13与温度计6接触，温度计6、温湿度传感器4都与密封容器2密封连接，在连接密封容器2与真空泵3之间的管路7上设有冷阱9，在冷阱9内设置有冷凝水接受器10，所述管路7与冷凝水接受器10连接，在所述管路7上还设置有真空三通阀11和数字真空表12。使用上述水饱和蒸气压测定装置对水饱和蒸气压进行测定的方法由以下步骤完成：a.在冷阱9内放满冰块；b.恒温水浴的温度为0～100℃；c.调节真空三通阀11使密封容器2与真空泵3接通，抽真空至密封容器2内的气压值低于水在室温时的饱和蒸气压；d.保持密封容器2内真空度的稳定，记录数字温湿度计5显示的相对湿度值RH％和温度值T₁以及温度计6显示的温度值T₂，直至相对湿度值RH％能保持20min以上稳定不变；e.则该RH％值与T₁时水的饱和蒸气压P₁的乘积即为样品在T₂下的饱和蒸气压P₂，P₂见下式：

                     P₂＝P₁×RH％。

本发明的测定原理为：饱和蒸气压是在汽液(或凝胶、固)两相达到平衡时气相的压力对于水～水蒸气的相变点蒸气压的测定。对于液体来说，一般只要测定不同压力下的沸点即可实现。而对于水凝胶，其相变点的水蒸气压力用压力表(真空表)是测不准的。故采用湿度计直接测定气相中水蒸气含量的方法可测得水凝胶在相变点的饱和蒸气压。

具体实施方式二：参照图1，将待测水凝胶样品放入密封容器2中，用真空脂将测样容器上下两部分的接触磨口2-1涂匀密封好，测定其密封性(真空度值变化速率在1mmHg/s左右即可)；将测定装置按具体实施方式一所示连接安装好；冷阱9中放满冰块，恒温水浴的温度调至60℃；将密封好的容器2放入恒温水浴中；调节真空三通阀11使测定体系与真空泵3接通，启动真空泵，抽真空至-711mmHg；调节真空三通阀11(或抽真空系统中的缓冲瓶阀门)使体系内的真空度保持稳定，每5min记录一次数字温湿度计5显示的相对湿度值RH％和温度值T₁以及温度计6显示的温度值T₂，直至相对湿度值20min保持稳定不变，则该RH％值与T₁时水的饱和蒸气压P₁的乘积即为样品在T₂下的饱和蒸气压P₂，见下式：

                    P₂＝P₁×RH％

本发明测定装置的数字真空表12仅起到显示体系气压值的作用，可以用其它具备此项功能的仪器替代；温湿度传感器4是该测定装置中的关键部件，起到测定体系其相中水份含量的作用，凡是可测得气相中水份含量的传感器件皆可用于此处。测样容器为本发明申请人自行设计制作，体积、密封方式可根据样品的情况具体而定，只要方便样品的取放、防止水浴水进入、不严重漏气即可。温度计6也可采用其它能准确测得样品体温的测定装置。

Claims (2)

1.一种水饱和蒸气压测定装置，其特征在于它包括设置在水浴箱(1)内的密封容器(2)，待测样品(13)设置在密封容器(2)内，所述密封容器(2)与真空泵(3)相连，所述密封容器(2)内设有温湿度传感器(4)，温湿度传感器(4)与数字温湿度计(5)相连，待测样品(13)与温度计(6)接触，温度计(6)、温湿度传感器(4)都与密封容器(2)密封连接，在连接密封容器(2)与真空泵(3)之间的管路(7)上设有冷阱(9)，在冷阱(9)内设置有冷凝水接受器(10)，所述管路(7)与冷凝水接受器(10)连接，在所述管路(7)上还设置有真空三通阀(11)和数字真空表(12)。

2.一种使用权利要求1所述水饱和蒸气压测定装置对水饱和蒸气压进行测定的方法，其特征在于该方法由以下步骤完成：a.在冷阱(9)内放满冰块；b.恒温水浴的温度为0～100℃；c.调节真空三通阀(11)使密封容器(2)与真空泵(3)接通，抽真空至密封容器(2)内的气压值低于水在室温时的饱和蒸气压；d.保持密封容器(2)内真空度的稳定，记录数字温湿度计(5)显示的相对湿度值RH％和温度值T₁以及温度计(6)显示的温度值T₂，直至相对湿度值RH％能保持20min以上稳定不变；e.则该RH％值与T₁时水的饱和蒸气压P₁的乘积即为样品在T₂下的饱和蒸气压P₂，P₂见下式：

                  P₂＝P₁×RH％。

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