氯碱-PVC化验室中氧含量分析方法

氯碱-PVC化验室中氧含量分析方法

李艳红

德州实华化工有限公司   山东省 德州市  253000

摘要：PVC塑料的性能可使用各种增塑剂来改善，最常用的增塑剂主要有邻苯二甲酸酯类、己二酸酯类、磷酸酯类、柠檬酸酯类四大类。己二酸酯类增塑剂属于以亚甲基为主体的直链增塑剂，在较低温度下可保持聚合物分子链间的运动，具有良好的耐寒性能，且烷基链越长，其耐寒性能越好。己二酸酯类增塑剂可赋予PVC塑料制品突出的低温柔软性，市场占有率达5%。但是，己二酸酯类增塑剂是一类生物内分泌干扰素，可干扰人体激素的分泌，特别是己二酸二(2－乙基己基)酯(DEHA)属于第三类致癌物，在体内长期积累会导致畸形、癌变和致突变，因此美国环保署规定饮用水中DEHA含量不得超出0．4mg/L，国家质检总局2005年发布155号公告，禁止生产PVC保鲜膜时使用DEHA。己二酸酯类增塑剂可采用薄层色谱法、红外法、高效液相色谱法、气相色谱法、气质联用法进行测定，薄层色谱法和红外光谱法不能测定低浓度的己二酸酯类增塑剂;固相微萃取技术需要固相微萃取装置，而一般实验室并未配备;其他分析方法检出限低，但必须使用有机溶剂进行前处理，对环境不友好。。基于此，本篇文章对氯碱-PVC化验室中氧含量分析方法进行研究，以供参考。

关键词：氯碱-PVC化验室；氧含量；分析方法

引言

聚氯乙烯以其性能独特、密度低、易于改性、加工性能好等优点在工业与生活中广泛应用，其中大部分在户外使用，如窗框、门框、百叶窗、墙板、管道等。在室外因太阳光、热、氧、臭氧、水等各种环境因素影响下，PVC制品会发生严重的降解，出现泛黄、变硬发脆、力学性能下降等现象，使聚合物的使用性能逐渐下降，最后失去使用价值。PVC中存在的缺陷结构主要有烯丙基氯、双键、链端基、支化点（叔氢和叔氯原子）、含氧官能团、过氧化物和头-头结构等，这些缺陷结构使聚氯乙烯发生降解，尤其烯丙基氯和叔氯，受紫外光作用时容易脱氯化氢使聚氯乙烯降解。基于此，本文探究氯碱-PVC化验室中氧含量分析方法。

1聚氯乙烯(PVC)

聚氯乙烯(PVC)是当今全球产量最大的热塑性塑料之一，在人造革、建筑装修、包装膜、管材、医疗器械等行业应用广泛。增塑剂是软质PVC加工过程中用量最大的助剂，但传统石油基邻苯二甲酸酯类增塑剂由于有激素干扰作用和潜在致癌性，已被全球许多国家明确限用。在众多邻苯增塑剂替代品中，环氧脂肪酸甲酯增塑剂以废弃动植物油为原料，具有可再生、生物相容性好、增塑的效率高、价格低廉等优点，已在包括人造革在内的软质PVC行业得到广泛应用。然而，普通环氧脂肪酸甲酯受自身结构限制，易从PVC制品中迁出，严重限制了这类生物基增塑剂的添加量和应用范围。因此，对环氧脂肪酸甲酯的分子结构进行改造，赋予其良好的耐迁移性，对于突破这类生物基增塑剂的应用限制具有重要意义

2氯碱-PVC化验室中氧含量分析方法

2.1带有电化学氧传感器的便携式测氧仪

便携式测氧仪的工作原理：空气或者被测气体通过扩散膜扩散到感应电极上。控制电路在感应电极和参考电极之间维持一个足以开始电化学反应的电压。在被测气体的作用下产生的电化学反应在两极之间形成电流。这一电流的强度与被测气体的浓度成比例，并且是可逆的。便携式测氧仪在氯碱-PVC化验室中的应用主要针对受限空间进行氧气含量的分析。之前塔釜管道含氧量分析由取样人员通过球胆、针管等取回气体样品，送至化验室，再由化验人员通过色谱吸收法分析含氧量。一个样品分析完成至少需要半个小时，影响施工进度。公司化验室采购了十几台高精度便携式测爆仪、测氧仪，现场分析现场办票，工作效率大大提高。使用便携式测氧仪的注意事项是待测气体不要带压，测氧仪通常带自吸泵，样品压力过高，可能导致测氧仪自吸泵损坏。同时便携式测氧仪需要购买有证标准气体，定期标定，做好期间核查和仪器检定工作，确保仪器分析氧含量数据的准确性。

2.2铜氨吸收法测氧含量

铜氨法测量原理：铜氨溶液由氯化铵、纯铜、氨水配制而成。在氨水的作用下，氧气和铜反应生成氧化铜和氧化亚铜，进一步生成高价和低价铜盐，低价铜盐与氧气反应生成高价铜盐，高价铜盐被铜还原成低价铜，只要有足够的铜，就能将氧气反应耗尽。铜氨吸收法测量高浓度氧含量时效果较好，所以主要用于分析氯碱企业配套的公用工程空气分离厂的产品氧纯度。根据GB/T3863-2008《工业氧》，氧气纯度指标＞99.5%，分析方法为采用铜氨溶液吸收法测定氧含量。用取样球胆将样品取回，球胆在对外吹气状态下连接量气管，量气管中取入一定体积的样品，并将样品气导入密闭的吸收瓶内与铜氨溶液进行完全反应，氧气被吸收后，气体样品体积的减少量即为氧含量。为了提高反应效率，铜丝缠绕后剪成小段，以此增加铜和气体的接触面积，同时配合震荡等措施，让反应完全。

3创新背景下的氯碱-PVC化验室建设

3.1引进ICP光谱仪、元素分析仪、质谱仪等仪器

新化验室引进先进的元素分析仪，测氯用燃烧微库仑方法检测器，测氮用臭氧激发化学发光法检测器，测硫用紫外照射原子荧光法检测器。选择不同的检测器，测定样品中10-9数量级的各种元素含量。氯碱厂电解用二次精制盐水、高纯盐酸和纯净水中钙、镁、铁、硅含量分析等，化验室引进耐高盐的电感耦合等离子光谱仪（ICP），各种元素的原子或离子在电感耦合等离子炬激发源的高能下变成激发态，激发态返回基态发出的特征光谱测定元素组成和含量，可以快速、准确地检测从微量到常量约70种元素，大多数元素的检出限可达10-9级。伴随着新项目、新产品的分析需求，化验室引进了原子吸收分析食品添加剂产品中的重金属，将重金属检测限从10-6数量级提高到了10-9数量级。引进了GC-MS气质联用仪分析丙烯中砷化氢、磷化氢，有效避免了GC-ICP-MS分析气体中砷化氢过于复杂的问题。引进了ICP-MS用于环保分析地下水中的有机污染物。

3.2便携式仪器现场分析代替传统化验室分析

化验室采购了十几台高精度便携式测爆仪、测氧仪，现场分析现场办理电子动火票证，工作效率提高十倍。同时，通过外部校准和内部通过有证标准气体定期对便携测爆仪、测氧仪进行确认、比对、校准，从而确保仪器的准确性。作为乙烯氧氯化法PVC装置主要大宗原料乙烯，传统乙烯含水的分析过程是先由钢瓶取回样品，乙烯钢瓶密闭连接电量法水分仪，乙烯气化进样，减重法称量乙烯的进样量，卡尔费休电解液吸收样品中水分，库伦法水分仪记录电荷消耗量计算出水含量。过程繁琐、装置复杂、分析时间长。化学化验室根据露点仪适用于液化点低于100℃的气体样品含水分析这一特点，将乙烯和氮气、氢气等气体中的水含量分析归为一类，用便携式露点仪分析，中控乙烯含水分析时间缩短至原来的三分之一。

结束语

以上氧含量的测量方法在化学氯碱-乙烯法PVC化验室中的应用广泛，并根据样品的性质、氧含量的浓度、检测标准的要求等选用合适的方法和仪器，构建了完整的氧含量分析体系，为氯碱-乙烯法PVC行业氧含量测量提供了准确的分析数据。

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