CN1623089A - Pet产品尤其是粗产品中乙醛含量自动快速分析的分析仪及其操作步骤 - Google Patents

Abstract

一种萃取样品中的乙醛并自动测定其含量的分析仪，尤其适用于PET粗产品样品，包括下列组件：a)一个所述样品插入其中的解吸附池(1)；b)一个用于乙醛分离优化的带分离柱(16)的分析室；c)一组用于系统中流体控制的阀；d)一个检测系统；e)数据处理和控制工具；f)一个包装前述元件的温控盒。

Description

PET产品尤其是粗产品中乙醛含量 自动快速分析的分析仪及其操作步骤

本发明涉及一种自动快速分析聚乙烯对苯二酸(PET)，尤其是其粗产品中的乙醛含量的分析仪，以及其操作步骤。作为PET降解的一个指标，聚乙烯对苯二酸(PET)粗产品中的乙醛(AA)含量测定作为检验产品质量好坏的一个参数，是目前公知的检测手段。目前的分析方法包括：对粗产品进行低温研磨以制备样品，并采用顶隙技术进行气相色谱分析。为了获得有意义的数据，必须采用精确的标准溶液对仪器进行校准。为了达到这个目的，必须将标准乙醛溶液蒸馏，滴定馏出液和一系列不同浓度的参照样品，以建立外部校准曲线图。从这个方面讲，在同一实验室内，测得的数据显示了良好的可重复性，但在不同的实验室之间却经常难以重复。以这种方式对待分析的粗产品进行的处理和加工(操作、切割等)，在目前的实验室系统内作可能的分析，对于结果的准确性和可重复性起到了决定作用。

此外，考虑到一个普通生产车间所生产的粗产品数量，检测所涉及的技术花费和时间仅仅能够满足零星的进程检查。对于每台平均每小时生产大约15000粗产品的灌浆式模压机来说，每天通常进行大约1到5次测定。

在现有技术中，在化学实验室里通常采用由静态顶隙取样器和气相色谱组成的分析系统进行乙醛测定。样品必须事先低温研磨、过筛并称重，而且参照乙醛溶液的制备还需要由实验室专业人员采用实验方法(滴定、制备参考溶液等)来进行。在生产过程中，抽取粗产品并将其送到实验室。过一段时间才能收到分析结果，与生产时间不同步。不能迅速得到分析结果，往往导致大量质量低下的产品。

本发明的一个目的在于，通过减少分析时间和费用，来增加对PET粗产品的生产过程的监测。

本发明的另一个目的在于，构建一个能够在短时间内，例如在30分钟内，尤其是能够在实际生产车间附近或在其内部，无须采用专门的实验室及实验方法进行AA检测的系统。

本发明的另一目的在于消除前述的缺点和限制。

本发明的另一目的在于，定义一个通过能够用于检测甚至是粒状的所述材料，从而能够直接在PET制品生产部门使用的分析仪。

通过具有在所附的权利要求书中限定的特征的、自动快速分析PET粗产品或粒料中的乙醛含量的方法和分析仪，来实现本发明的这些目的以及其他目的。

通过附图中的非限制性实施例对本发明进行解释，其中：

图1是一种实施例的分析仪外部结构的透视图解；

图2是该分析仪的一般操作图解；

图3是一个实施例的解吸附池的剖面图，其既适合于粗产品样品，又适合于其它状态的PET。

下面将本发明的优选实施例作为特别参考进行描述，样品为PET粗产品，然而，这决不意味着对本发明进行限定，本发明也可用于原材料(粒料)或者由粗产品制备的制品(瓶子)。

作为本发明的基础的方法，采用一个装有已知气体(已知浓度的氮气/乙醛混合物)的唧筒和/或注入测定池中的液体乙醛溶液，通过分析仪进行校准，接着，当分析仪校准后，无需对粗产品进行任何处理，就可进行分析。根据本发明所述的用于PET粗加工产品的方法，也可在产品制备部门内部使用，无需有经验的实验人员，借助分析仪结构的空间紧密性，常规生产车间的生产人员就足以胜任分析的需要，这个优点使得能够对生产进行在线监测。

这意味着，能够对由生产者提供给粗加工瓶传递者、装有大约从7500到15000件的每箱产品至少进行一次AA含量的评定，并且，考虑到平均装满时间为大约30-60分钟，如果需要，可在指示材料降解的值一增加时就起作用，为注射模压机提供较宽的动作余地，使得该过程可被控制。还必须考虑这些连续循环下的工厂操作。通过减少分析的花费，增加检查的数量，从而实现提高加工质量的目的。

参照用于解释而不是对其实施方式进行限制的优选实施例的附图，对本发明进行描述。

所有附图采用相同的参考数字表示相同或完全相应的部分。

参照图1及图2，本发明的操作过程优选通过一个封装于容器50中的单个装置来实施，包括：一个带有阀的温控分析室70，一个分离柱16，一个测定系统17，一个取样圈9，以及一个萃取或解吸附池1。一个安装于前面板上的监视器或图表显示器52。一个指令及数据输入键区与装置相连，以及一个提供分析结果的纸件拷贝的打印机。数据处理系统也封装于容器50中。

图2的图解更详细地显示了系统组成和运作。该系统包括放置粗产品的乙醛解吸附或萃取池。池可与已知的、能够分离存在于待分析样品(粗产品)中的乙醛的气相色谱柱16连接。色谱柱16连接于常规检测系统(火焰电离型)，并与已知的用于容纳恒定体积的气体样品的取样圈相连。下列操作步骤涉及：

步骤1(解吸附池1的空气净化)：阀32和36关闭，阀30及31打开，使唧筒供给的空气以恒压(例如1.5bar或更小)进入21，这些空气流进池1中，接着从20中离开。样品(例如粗产品)事先放置于池中；

步骤2(样品温育及加热)：阀30、31、32及36关闭，样品于高温下，例如大约140℃保持于封闭的空气中一段预定的时间(由实验确定)，例如如果采用150ml的池，保持30分钟；

步骤3(加压)：阀30、32及36关闭，阀31打开，在池1中形成压强(例如大约1.5bar)，压强由装置15(压力传感器)测定；

步骤4(圈填充)：阀30、31、34a、35a及36关闭，阀32和33打开使池1中的压强减小以填充圈9；

步骤5(分析)：阀32和33关闭，阀34a和35a打开，使得能够传送气体23(由压力源，例如唧筒供给的氢气)流经阀34a并通过阀35a传送圈9的容量，于是气体到达色谱柱16，接着到达检测器17。

不同的循环步骤，阀切换以及其它操作(例如集成、色谱显示、数据记忆等)采用元件19进行控制，优选分析仪中包括PC。

代表“自动小量取样阀”(每秒已知量)的阀32、33、34a和35a能够取数微升的样品，直接将其加入气相色谱柱中，而无需专门的样品分离技术，从而消除这种技术本身的分析误差。

参考图3，解吸附池1由空间31形成，例如由电加热的、合适的绝缘套筒32环绕的完整的柱状，移去可移去的气密环形螺母33后，就可插入粗产品P。一个连接于净化连接头20的阀30的导管35，朝着池的部分打开，一个导管34安装于池的末端内部。池31可接收不同长短宽窄的粗产品样品。将粗产品插入池后，关闭的环形螺母33保证了萃取系统是密封的。环形螺母33(由多个元件组成)包括一个座62，装有并夹持一个穿孔的栅板60，液体乙醛溶液可通过其注入池中。环形螺母上有一个供注射针插入的孔64。按照本发明的系统的分析循环采取下列方式。周期性的进行一个校准循环，在该循环中，用针筒通过有孔栅板60，将已知浓度的乙醛液体溶液注入池1中。也可通过将装有已知浓度的乙醛的氮气的唧筒与连接头24连接，采用标准参照气体进行校准。操作人员将样品插入次1中，并启动分析系统，按照前述步骤进行分析(净化、温育及加热、加压、圈填充、分析)。在该循环过程中，气体分压与水及其中溶解的乙醛的质量成正比。通过将气体分压保持低于设定的加压循环的压强值进行的气体分压监测，分析结果得到连续确证。如果该值超过了设定的警戒信号或信息，分析循环终止分离不同的成分，打印图表并得到分析图解。图表包括一个峰值与萃取的化合物，包括乙醛的浓度成正比的色谱。在校准的基础上计算最终的结果，并通过表示空池体积与出入粗产品的净容积的比率的因子进行校正(多次)。分析循环终止后，系统返回到准备状态。

尽管参照优选实施例对本发明进行了解释，通常本发明保护范围内允许的其它适用和改进，对本领域技术人员来说使显而易见的。有利地，本发明无需由专门的工作人员采用。它还排除了待分析样品的处理和制备所涉及的时间。它还使得出的结果与在实验室中采用已知技术所得到的结果相一致，但花费相当短的分析时间，并且由于减少了主观的人为错误，因而结果更可靠。

来自探测器17的信号以公知的方式进行加工，来获得色谱，并与测得的具有预定值的乙醛含量相比较，如果超出，则对该批次粗产品的不称职的负责人员提供视觉和/或听觉警告。

在下面权利要求书中使用的词语“PET样品”不仅包括整块的粗产品，还包括粒料或碎片。

Claims (11)

1.一种萃取乙醛并测定其含量，尤其是整块的粗产品或者片状或粒状形式的PET粗产品中乙醛含量的方法，包括：

将PET样品定位于解吸附池中，用空气净化所述解吸附池，温育并加热放置于池中的PET样品，对池进行加压，填充圈，并将圈容量传送到气相色谱柱并由此到达检测仪。

2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用空气对池进行净化。

3.一种如前述的权利要求所述的方法，其特征在于，通过传送气体如氢气进行圈容量传送。

4.一种如前述的权利要求所述的方法，其特征在于，气相色谱柱优化为适于进行乙醛分离。

5.一种如前述的权利要求所述的方法，其特征在于，一次分析后，当移去PET样品后，由空气自动开始池的净化。

6.一种萃取尤其是PET样品中的乙醛，并自动测定其含量的分析仪，其特征包括：

-一个所述样品插入其中的解吸附池(1)；

-一个包括优化为适于乙醛的分离柱(16)的分析仪系统；

-一个与所述池(1)连接的圈(9)，用于接收气体的乙醛样品，并将其传送到优化的分离柱(16)，接着传送到检测仪(17)，一个包括控制分析仪中流体流动的控制阀的复合装置。

7.一种如权利要求6所述的分析仪，其特征在于，按照数据处理和控制系统(19)的程序控制复合阀装置。

8.一种如权利要求6或7所述的分析仪，其特征在于，装置(19)用于在在解吸附步骤中测定气体分压。

9.一种如前述的权利要求所述的分析仪，其特征在于，池(1)具有一个穿孔的栅板(60)，通过其将已知浓度的乙醛混合物注入池中，可对分析仪进行校准。

10.一种如权利要求8所述的分析仪，其特征在于，为校准目的，池(1)可与一个供给含有已知乙醛浓度的氮气/乙醛混合物的唧筒或者类似源头相连接(在24处)。

11.一种如权利要求6所述的分析仪，其特征在于，池(1)具有一个电控制的加热装置(32)。

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