核磁法分析含油率中检量线的设定

王 娟，赵 均

(1.中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471012;2.洛阳石化聚丙烯有限责任公司，河南洛阳 471012)

纤维含油率是涤纶长丝的一个重要指标。长丝油剂主要由各种表面活性剂、润滑剂等组成。主要作用是改善纤维的拉伸性、集束性、耐磨性、耐热性及抗静电性等，使纤维上油后能够顺利卷绕，丝筒成型良好，机织顺利进行。上油不匀直接影响纤维的条干不匀、染色不匀及产生毛丝。因此控制纤维含油率直接决定纤维将来的服用性能。

洛阳石化长丝含油率检验采用的是英国牛津公司的核磁共振仪(MQA7020)。核磁法测试化纤含油率检测过程中一个主要因素是检量线的准确设定。在常温下，化学纤维是固体，纤维油是液体，纤维发出的磁信号比纤维油发出的信号衰减快，从两者的差异即可通过数学方法分离出各自的磁信号。由于信号强度与检测区内氢原子的数量成正比，在其它条件不变的情况下，信号值S1与纤维质量成正比，信号值S2与油剂质量成正比。由此可知纤维含油率(质量比)与信号比S1/S2线性相关，只要选取几个含油纤维样品，就可通过线性回归法得到纤维含油率和信号比S1/S2的函数关系。设定出检量线，以后只要测纤维样品的磁信号，就可计算出含油率。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

仪器:MQA7020核磁共振仪，快速萃取器，烘箱，天平(0.0001g)。试剂:乙醚(AR)，德国双 S生产的型号POY1600油剂，日本竹本公司生产的型号POY3307油剂，日本竹本公司生产的型号FDY1641油剂。

1.2 两种不同检量线的制作方法

为确定不同油剂处理前后对检测结果的影响，本文对长丝装置使用的主要油剂POY1600油剂、POY3307油剂、FDY1641油剂处理前后分别制作检量线。

1.2.1 油剂处理

称取2 g左右的油剂，在105℃ ±2℃的电热鼓风干燥箱内烘3 h，恒重。即得到烘后油剂，同时可算出其有效成分，结果见表1。

表1 POY1600、POY3307、FDY1641三种油剂的有效成分

从表1可以看出，在相同的实验条件下，POY1600、FDY1641有效成分较高，POY3307有效成分较低。

1.2.2 检量线Ⅰ的制作方法

各取6个3 g±0.15 g左右的无油丝(从喷丝板出来没有上油的丝)试样，分别加入一定量的型号为POY1600、POY3307、FDY1641 油剂，根据其有效成分换算成纯油剂，配制成不同含油率的点(其中包括一个含油率为“0”的点，即一个不加油的无油丝试样)。在核磁共振仪上测试其信号，以核磁信号作纵坐标，含油率作横坐标，绘制检量线。

1.2.3 检量线Ⅱ的制作方法

用烘后油剂代替原油按照检量线Ⅰ的制作方法制作检量线Ⅱ。

2 结果与讨论

2.1 型号POY1600的油剂检量线的制作

2.1.1 检量线的制作

POY1600的油剂检量线Ⅰ见图1。

图1 POY1600检量线Ⅰ

POY1600的油剂检量线Ⅱ见图2。

图2 POY1600检量线Ⅱ

2.1.2 两种检量线测试含油率对比

取5组含有型号为POY1600丝，分别用两条检量线测试含油率，并与快速萃取法对比，测定结果见表2。

表2 两种检量线测试含油与快速萃取法对比

由表2可以看出，对于含有POY1600的油剂纤维的含油率测试时，用原油或烘后油剂制作的检量线测试含油率测试误差均在10%以下，在允许误差范围内。可以得出结论:使用原油还是烘后油剂制作检量线对含有POY1600油剂的纤维，含油测定结果非常接近，这主要由于POY1600油剂有效成分较高，因此可以采用原油制作检量线。

2.2 型号FDY1641的油剂检量线的制作

2.2.1 检量线的制作

FDY1641的油剂检量线Ⅰ见图3。

图3 FDY1641检量线Ⅰ

FDY1641的油剂检量线Ⅱ见图4。

图4 POY1600检量线Ⅱ

2.2.2 两种检量线测试含油率对比

取5组含有型号为FDY1641丝，分别用两条检量线测试含油率，并与快速萃取法对比，测定结果见表3。

表3 两种检量线测试含油与快速萃取法对比

由表3可以看出，对于含有FDY1641的油剂的纤维进行含油率测试时，测试误差在10%以下，在允许误差范围内。同样可以得出结论:使用原油还是烘后油剂制作的检量线对含有FDY1641油剂的纤维，其含油率测定结果非常接近，这主要由于FDY1641油剂有效成分较高，因此可以采用原油制作检量线。

2.3 型号POY3307的油剂检量线的制作

2.3.1 检量线的制作

POY3307的油剂检量线Ⅰ见图5。

图5 POY3307检量线Ⅰ

POY3307的油剂检量线Ⅱ见图6。

图6 POY3307检量线Ⅱ

2.3.2 两种检量线测试含油率对比

取5组含有型号为POY3307丝，分别用两条检量线测试含油率，并与快速萃取法对比，测定结果见表4。

由表4可以看出，两种检量线对含有POY3307油剂的纤维含油率影响很大。而用烘后油剂的检量线测得的含油率误差在10%以下。这是由于POY3307油剂有效成分较低。因此，对于含有POY3307油剂的纤维只能用烘后油剂制作检量线，才能保证测量的准确性。

表4 两种检量线测试含油与快速萃取法对比

2.4 造成检量线误差的其它原因

2.4.1 环境的影响

由于核磁仪对环境要求较高，周围不能由铁质物质或易被磁化的物质;否则将影响测试结果。

2.4.2 人为因素的影响

在检量线的制作过程中，油剂的称量、纤维的丢失，测试管污染，以及人手直接触摸测试管刻度线以下，都会造成检量线的不准确。

3 结论

由于型号POY1600、FDY1641的油剂有效成分较高，可以直接采用原油制作检量线。型号为POY3307的油剂有效成分较低，因而只能采用烘后油剂制作检量线，才能得到准确的结果。手工制作检量线时，存在人为误差，需要定期校验。油剂品种更换时，必须更换油剂曲线。检量线的制作是影响核磁法测试的主要因素，它直接决定着测定结果的准确度。