專利名稱：一種測量線性聚合物重均分子量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量線性聚合物重均分子量的方法，尤其涉及用流變學(xué)測量方法測試線性高分子的黏度曲線，并用黏度模型進(jìn)行非線性擬合求解重均分子量。
背景技術(shù)：
目前測量高分子材料分子量的方法主要是GPC法，包括高溫GPC法。由于儀器昂貴或缺乏合適的溶劑，使得測量一些高分子的分子量變得困難，利用流變學(xué)方法可以間接地估算高分子材料的分子量參數(shù)，值得重視；本發(fā)明采用流變學(xué)方法測量線性高分子材料的重均分子量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為解決上述問題而提供一種利用流變學(xué)方法間接測量線性高分子材料重均分子量方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
第一步，測量線性聚合物的黏度曲線:將旋轉(zhuǎn)流變儀和毛細(xì)管流變儀結(jié)合，先用旋轉(zhuǎn)流變儀的穩(wěn)態(tài)模式或小振幅剪切的動態(tài)模式測量線性聚合物的穩(wěn)態(tài)表觀黏度-剪切速率或動態(tài)復(fù)數(shù)黏度-角頻率曲線，由于旋轉(zhuǎn)流變儀測量的剪切速率范圍或角頻率范圍有限，再用毛細(xì)管流變儀測量線性聚合物的高剪切速率下的穩(wěn)態(tài)表觀黏度曲線，銜接線性聚合物的兩段曲線即旋轉(zhuǎn)流變儀測得的穩(wěn)態(tài)表觀黏度-剪切速率曲線和毛細(xì)管流變儀測得的線性聚合物的穩(wěn)態(tài)表觀黏度曲線，或者銜接旋轉(zhuǎn)流變儀測得的線性聚合物的動態(tài)復(fù)數(shù)黏度-角頻率曲線與毛細(xì)管流變儀測得的線性聚合物的穩(wěn)態(tài)表觀黏度曲線，從而得到線性聚合物的黏度曲線；由于線性聚合物的兩段曲線即旋轉(zhuǎn)流變儀測得的動態(tài)復(fù)數(shù)黏度-角頻率曲線與毛細(xì)管流變儀測得的穩(wěn)態(tài)表觀黏度曲線符合Cox-Merz關(guān)系式，可較好地銜接。如

圖1所示為高密度聚乙烯(HDPE 5306)材料在190°C時的黏度曲線。銜接:是在同一測試溫度下，旋轉(zhuǎn)流變儀測得的黏度曲線末段與毛細(xì)管流變儀測得的黏度曲線的首段能夠較好地重合，這是一種流變學(xué)現(xiàn)象，不需要專門技術(shù)實現(xiàn)之；當(dāng)然，確定爬行時間&僅有旋轉(zhuǎn)流變儀測得的黏度曲線也可以實現(xiàn)，但后面提到的Cross模型需要兩段曲線組合而成的完整曲線。測得黏度曲線的溫度是要使得聚合物材料處于熔融狀態(tài)，即由熔融溫度Tm范圍確定，如聚乙烯一般在190-230°C范圍內(nèi)處于熔融狀態(tài)。第二步，求出線性聚合物發(fā)生剪切變稀時的松弛時間:隨著角頻率的增加，當(dāng)剪切黏度降為平臺黏度(零剪切黏度)的95%時對應(yīng)的角頻率即為《V，即為小振幅剪切流中聚
合物開始發(fā)生剪切變稀時對應(yīng)的角頻率，此時對應(yīng)的松弛時間為 =1/氣*，該時間即為
管道模型中的爬行時間&，即Tif = Tj.;如圖1所示平臺段為零剪切粘度曲線，當(dāng)剪切速
率(角頻率)高于氣* =0.387s—1時，材料發(fā)生剪切變稀，此時對應(yīng)的松弛時間為^ =1/ V=1/0.387=2.58s，該時間即為管道模型中的爬行時間-BPrfl = I；.。第三步,求解Rouse時間:Cross模型的一種表達(dá)形式為:
權(quán)利要求
1.一種測量線性聚合物重均分子量的方法，包括如下步驟: 第一步，測量線性聚合物的黏度曲線:將旋轉(zhuǎn)流變儀和毛細(xì)管流變儀結(jié)合，先用旋轉(zhuǎn)流變儀的穩(wěn)態(tài)模式或小振幅剪切的動態(tài)模式測量線性聚合物的穩(wěn)態(tài)表觀黏度-剪切速率或動態(tài)復(fù)數(shù)黏度-角頻率曲線，由于旋轉(zhuǎn)流變儀測量的剪切速率范圍或角頻率范圍有限，再用毛細(xì)管流變儀測量線性聚合物的高剪切速率下的穩(wěn)態(tài)表觀黏度曲線，銜接線性聚合物的兩段曲線即旋轉(zhuǎn)流變儀測得的穩(wěn)態(tài)表觀黏度-剪切速率曲線和毛細(xì)管流變儀測得的線性聚合物的穩(wěn)態(tài)表觀黏度曲線，或者銜接旋轉(zhuǎn)流變儀測得的線性聚合物的動態(tài)復(fù)數(shù)黏度-角頻率曲線與毛細(xì)管流變儀測得的線性聚合物的穩(wěn)態(tài)表觀黏度曲線，從而得到線性聚合物的黏度曲線； 第二步，求出線性聚合物發(fā)生剪切變稀時的松弛時間:隨著角頻率的增加，當(dāng)剪切黏度降為平臺黏度(零剪切黏度)的95%時對應(yīng)的角頻率即為氣.，即為小振幅剪切流中聚合物開始發(fā)生剪切變稀時對應(yīng)的角頻率，此時對應(yīng)的松弛時間為=1/氣,*，該時間即為管道模型中的爬行時間&，即= Tjt ； 第三步,求解Rouse時間:Cross模型的一種表達(dá)形式為:
2.如權(quán)利要求1所述的一種測量線性聚合物重均分子量的方法，其特征在于:所述η的初始數(shù)值0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8和0.9中任意一個數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量線性聚合物重均分子量的方法，尤其涉及用流變學(xué)測量方法測試線性高分子的黏度曲線，并用黏度模型進(jìn)行非線性擬合求解重均分子量。本發(fā)明從流變學(xué)的角度出發(fā)，不需將聚合物溶解，克服了傳統(tǒng)測試方式不能或難以測量不溶或難溶物的限制，能廉價、快速、環(huán)保、較為可靠地測量出線形聚合物的重均分子量；本發(fā)明提供的方法要做到精確給出重均分子量有困難，存在一定誤差，但是測量成本低，簡易，也可以將本發(fā)明編寫程序嵌入流變測試軟件，拓展流變儀的應(yīng)用范圍。
文檔編號G01N11/02GK103234868SQ20131014759
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者廖華勇, 陸鴻博, 陶國良 申請人:常州大學(xué)