摘要:隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,化工行業(yè)的發(fā)展質量和效率顯著提高。在這種背景下,各種新型化工材料日益增多,由于受內外部等多種因素的影響,在使用化工材料的過程中,潛在的風險隱患也較多,因此要利用化學分析技術,對化工材料的結構、成分以及元素價態(tài)等進行精準的識別,在保障材料質量和性能的同時,降低安全事故的發(fā)生概率。
關鍵詞:化工材料;檢測;化學分析新時期我國化工業(yè)擁有廣闊的發(fā)展前景,但也面臨著諸多挑戰(zhàn),其中就包括化工材料的應用,由于化工材料的種類較多,結構和成分存在較大的差異性,在采用化工材料的過程中,若未對其成分以及反應特征等進行檢測,極易引發(fā)安全事故,造成不必要的經(jīng)濟損失。針對這種情況,需要采取化學分析技術對化工材料開展全面系統(tǒng)的檢測,根據(jù)檢測結果選擇相應的化學工藝,為我國化工業(yè)的長效健康發(fā)展,注入源源不斷的動力。
1化學分析技術簡析
化學分析指的是依托于色譜、光譜、滴定以及質量分析技術等,對化工材料開展定量檢測,根據(jù)檢驗檢測數(shù)據(jù),對化工材料的內部結構、質量性能等指標加以判定,在此基礎上推斷出在化工生產過程中,各種化工材料可能發(fā)生的反應,再制定科學合理的生產加工計劃,不僅能夠提高化工材料的綜合利用效率,還能夠避免安全事故。從化學分析技術目前的發(fā)展情況來看,色譜技術的應用范圍最為廣泛,該技術包括紅外光譜檢測法以及液相色譜分析法等,該技術最顯著的優(yōu)勢特征是檢測質量和效率高、周期短,樣品所需數(shù)量較少,且檢測結果的準確度較高,在化工材料的檢測中,科學應用色譜技術,能夠達成精準鑒別的目標。
在檢測化工材料的過程中,要保證檢測的精度,才能夠準確鑒定出化學成分,確保其具有穩(wěn)定性的特征。因此在應用化學分析技術時,一方面要做好人力資源的管理工作,聘用專業(yè)能力強且職業(yè)素養(yǎng)高的人員負責該項工作,避免因人為失誤,導致檢測結果缺少準確性;另一方面要加強對檢測儀器的質量控制,規(guī)范性操作儀器,充分發(fā)揮出化學分析技術的作用和價值,確保化工材料的檢測結果具有較強的參考價值,推動化工產業(yè)的高水平發(fā)展[1]。
2化學分析技術在化工材料檢測中的應用要點
化工企業(yè)在生產的過程中,需要加工出多種類型的化工材料,在加工以及應用材料的過程中,若不了解材料的成分以及特性等,就將化工材料流通到市場中,一旦材料中含有有毒有害物質,就會給使用者的生命健康造成極大的威脅。因此要利用化學分析技術,對化工材料展開全方位的檢測,確保材料各方面的指標符合規(guī)范要求。
2.1識別化學結構
不同類型的化工材料,內部結構會存在一定的差異性,在化學分析實驗中,檢測人員要對儀器設備實行科學的操控,對化工材料的結構進行精準的識別?;げ牧现饕袃煞N晶體結構,一種是單晶體,另一種是復合晶體。這兩種晶體對應的射線有所不同,其中單晶體使用X射線,而復合晶體使用粉末X射線,因此只有明確化工材料的晶體結構,才能夠選擇正確的射線形式。受自身特性的影響,化工材料擁有放射性能以及腐蝕性能等,這兩項特征對材料的儲存和使用提出了更高的要求,一旦材料的儲存環(huán)境不符合規(guī)范要求,就會降低檢測結果的準確性,使其與實際情況產生偏差。例如經(jīng)過化學分析后,對化工材料危險系數(shù)的定位不清,在儲存、使用化工材料的過程中,未能做好防火措施等,一旦遇到明火,就會引發(fā)嚴重的爆炸、火災事故,造成人員傷亡,影響到社會安定。因此要綜合應用化學分析技術,準確識別化工材料的結構。
2.2鑒定化學成分
近年來,化工材料的種類和數(shù)量不斷增多,社會各領域均加大了對化工材料的應用,在這種背景下,傳統(tǒng)的化學分析技術已經(jīng)無法滿足化工材料對高精度檢測的需求。對此,化學分析行業(yè)要順應時代的發(fā)展趨勢,不斷更新工作理念,對現(xiàn)有的化學分析技術實施升級和優(yōu)化,對化工材料的性質、成分以及穩(wěn)定性展開全面系統(tǒng)的檢測。當前除了檢測效果較強的色譜分析技術外,還有電化學以及激光粒度分析技術等,合理應用這些高新技術,能夠明確化工材料的成分組成情況。例如在實施有機物質的成分檢測時,就可以將核磁共振與電化學分析技術等有機結合,檢測出分子的基團,其中包括酰胺基以及氨基等,通過對有機物質內部成分的有效鑒定,推斷有機物質的穩(wěn)定性能[2]。
2.3判斷反應特征
在日常生活中常見的化工材料有塑料以及玻璃等,這些材料對人們的生產生活起著至關重要的作用。在應用材料的過程中,若材料本身缺少穩(wěn)定性,在外部因素的影響下,就會產生強烈的化學反應,嚴重的情況下會造成安全事故。因此,在加工化工材料前,要檢測材料的反應特點,其中包括活性以及毒性等,確保化工材料的性能符合國家標準規(guī)定。部分化學材料中的成分存在不穩(wěn)定的情況,外界因素若對其造成刺激,就會引發(fā)爆炸、火災等事故。這就需要通過化學分析實驗,對材料樣品的反應特征加以判斷,在實驗過程中,要做好防護措施,選用合適的檢測設備,如離子、電子探針等,在規(guī)范操作檢測設備的基礎上,采用加濕、加熱等形式,創(chuàng)設出良好的檢測環(huán)境。通過化學分析技術,可確定材料的性能差異,檢測結果也會存在一定的差異性,在分析化學材料反應特征時,可利用化學滴定工藝,通過氧化還原的方式,測定其反應特征。除此之外,還可以采用酸堿或者光照的混合反應工藝,通過多元化的檢測方式,為化學材料反應特征分析結果的準確性提供堅實的保障。
2.4判定內在反應
隨著科學技術的不斷發(fā)展,化工行業(yè)的生產制造工藝得到了優(yōu)化升級,在這種情況下,化工材料也得以創(chuàng)新,在應用新型化工材料時,要借助化學分析技術,綜合判定材料的內在反應,以免埋下安全隱患。以氣相色譜法為例,利用這種檢測技術對化工材料中的多環(huán)芳烴化學反應產生的物質進行系統(tǒng)的分析,能夠全面掌握化工材料的內部組成元素。多環(huán)芳烴類化學物質是污染物的關鍵組成部分,這種物質的隱蔽性較強,即便量較少也會危及人們的生命健康安全。通過紅外光譜法對化工材料加以分析可知,若波數(shù)接近3 346 cm-1,隨著時間的不斷推移,O—H伸縮振動吸收峰會持續(xù)遞減,將檢測數(shù)值與標準數(shù)值加以比對,就能夠分析出化工材料中多環(huán)芳烴類物質的含量。
在開展脂肪酸類物質的檢測工作時,采用氣相色譜法既能夠獲得材料內部反應情況,還能夠檢測出脂肪酸溶液中的混合酸量,在此基礎上,回收脂肪酸,整體回收率可達到100%左右,通過對檢測結果的深層次研究,為化工企業(yè)更加順利地實施生產制造提供科學的指導,有助于化工企業(yè)控制生產成本,提高資金資源的綜合利用效率。
2.5推斷元素價態(tài)
在化學分析工作時,化學材料的性質主要受價態(tài)的影響,當材料的數(shù)量以及性質等發(fā)生變化時,其價態(tài)也會隨之變化,為掌握化工材料的元素形態(tài),可使用氯離子對其電極展開深入研究,通過對電極的有效分析,了解化工材料的組成以及元素價態(tài),為材料的開發(fā)利用奠定良好的基礎。在實際操作中,要細化操作流程:在濃度較低的F融合中浸泡化學材料—軟化氯離子—清理電極表面—檢測電極平整度—推斷化工材料的化學形態(tài)與價態(tài)。
此外,在檢測化工材料的元素價態(tài)時,還要將重點放在兩方面,一方面是表面,另一方面是微區(qū)。例如在檢測高分子復合材料時,就要將探針置于材料表面用以分析被測材料的價態(tài)。具體而言,不同的化學材料形態(tài)明顯不同,這就需要檢測人員結合現(xiàn)實情況,合理選用相應的檢測技術。
3化學分析在化工材料檢測中的實際運用分析
3.1玻璃制品
玻璃制品在日常生活中發(fā)揮著重要的作用,是現(xiàn)代社會不可缺少的重要物品之一,在社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展的今天,人們的生活品質日益提高,對玻璃制品的質量性能也提出了更高的要求。相關企業(yè)在生產玻璃制品的過程中,為保證其品質,需要對各種成分的配比實施優(yōu)化,而化學分析技術是優(yōu)化成分配比的重要手段。在化學分析技術的支撐下,對玻璃制品原材料中的成分以及配比進行定量分析,再靈活調整各種成分的配比,可使玻璃制品中的成分更加穩(wěn)定。
常見的玻璃制品中含有大量的化學元素,如Na、Fe、Sn、F等,相關企業(yè)在加工玻璃制品時,要將各種元素的含量控制在合理范圍內。在化學分析玻璃制品時,可以使用電化學分析法,根據(jù)離子選擇相應的電極針,再分析原材料中的各項元素,其中包括F、Cl、Na、K。在測量Fe2O3時,可使用分光光度法,對試劑實施優(yōu)級純分析,然后再以單獨稱樣的形式,對Fe2O3的精準含量加以測定,得出分析結論后,可確定玻璃制品中各項元素的質量分數(shù),在合格的玻璃制品中化學元素為75%的二氧化硅、氧化鈉、氧化鈣以及小于5%的氧化鋁等。
3.2塑料制品
在各種各樣的塑料制品中,當屬聚氯乙烯的產量最多,在生產這種塑料制品的過程中,所使用的添加劑不同,成品的性能也會出現(xiàn)一定的差異性。對于塑料制品而言,力學性能和物理性能直接決定材料的使用價值以及安全性。例如在加工塑料制品時添加了鄰苯二甲酸酯類增塑劑,人們在使用這類化工材料時,會通過呼吸道以及皮膚吸收這種有毒物質,隨著時間的推移,人體的神經(jīng)系統(tǒng)會受到嚴重的傷害,因此要對塑料制品進行檢測,確保其內部元素中不存在有毒有害物質,避免質量性能不達標的塑料制品流通進入市場,影響到人們的身心健康。磷酸鉀苯酯也是聚氯乙烯的重要組成部分,在檢測這種元素時,可將氣相、液相色譜法與光度檢測法有機結合,例如采用氣相色譜+火焰光度的檢測方法,就能夠精準快速地測定出聚氯乙烯制品中磷酸鉀苯酯的質量分數(shù),性能達標的塑料制品,化學元素有40%~80%的合成樹脂以及增塑劑等。通過先進的化學分析技術檢測塑料制品中的有毒有害物質,將安全性高的制品流通進入市場供人們使用,可為消費者的生命健康安全提供可靠的保障。
3.3皮革制品
質量合格的皮革制品化學成分有90%以上的膠原蛋白以及礦物質等。在化學分析皮革制品時,主要就是對制品中的重金屬含量實施測定,若這種物質的含量超標會損害到人體,例如鉛或者鎘等,這些材料在皮革制品中的含量有著明顯的限定?,F(xiàn)階段,我國檢測皮革制品重金屬含量的方法有兩種,一種是濕消解,另一種是干消解。這兩種方法的優(yōu)勢特征較多,但也存在一定的局限性,即檢測周期長,對試劑的使用量大。為提高檢測效率,我國有關研究人員提出微波消解法+火焰原子吸收光譜法的檢測方法,即對皮革制品進行微波消解處理后,再利用火焰原子吸收光譜檢測技術,直接測定制品中的重金屬含量。經(jīng)實踐證明,這種綜合性的檢測方法,不僅檢測效率高,操作方式簡單,還可保障測定結果的準確性,減少檢測誤差。
4在化工材料檢測中化學分析技術的質量控制方法4.1規(guī)范操作檢測技術
檢測技術的操作方式是否正確直接關系到檢測結果的精確性,因此檢測人員在操控檢測技術以及儀器的過程中,要嚴格按照規(guī)定內容,規(guī)范操作技術,確保操作流程和程序合理,盡可能地減少人為因素對檢測結果的影響。例如在使用滴定分析技術時,想要充分發(fā)揮出該技術的作用,就要規(guī)范操作步驟,具體的操作方式和流程為:清洗滴定管—裝入溶液—試漏—準確讀取零點—滴定完成。在這一過程中,需要注意的是在讀取零點的過程中,相關人員要手持滴定管的上端,確保滴定管與水平地面處于垂直狀態(tài),在讀點過程中,視線要與液面在相同的水平線上,不可出現(xiàn)仰視或者俯視的情況,若讀點有誤會給分析結果帶來不良影響。
4.2提高檢測儀器精度
檢測儀器的種類以及精度等均會影響到分析結果,特別是傳統(tǒng)的化學分析檢測技術,凡是出現(xiàn)在檢測過程中的用品、儀器都會給分析結果帶來影響。這就需要檢測人員采取行之有效的措施,提高檢測儀器的作業(yè)精度,并排除儀器因素對分析結果的影響。例如在化學分析過程中,需要用到多種器皿,如玻璃器皿、塑料器皿等,這些器皿在外界因素的影響下,可能會受到污染,并且玻璃制品中的物質還會溶解到試劑中,因此在選擇檢測器皿以及儀器的過程中,要結合化工材料的特質,有針對性地選用器皿、儀器。
4.3強化人員綜合素養(yǎng)
在化工材料的化學分析中,檢測人員的重要性不言而喻,但從該工作目前的開展情況來看,部分檢測人員的綜合素養(yǎng)還有待提升,在實際工作過程中,存在技術操作不當、流程混亂等情況,這是分析結果不具備參考價值的重要原因之一。對此,要做好檢測人員的培訓、考核工作,將各種化學分析技術的應用方法,逐一傳遞給檢測人員,并積極開展實踐培訓,讓檢測人員在實踐的過程中,將理論和實際緊密結合,從而為化學材料檢測工作的有序推進夯實基礎,避免因人員專業(yè)能力不過關,影響到檢測水平和分析結果。
5結論
在化工企業(yè)的經(jīng)營生產中,化學分析占據(jù)著重要的地位,是保證化工材料質量性能的根本手段。目前化工材料的檢測工作,涉及內容愈發(fā)廣泛,對專業(yè)性提出了更高的要求,因此該領域的相關人員要對傳統(tǒng)的化學分析技術進行創(chuàng)新升級,為化工材料檢測工作的高效推進,提供有力的技術支持。
參考文獻:
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