達到150°C時，無機填料的表面發(fā)生變化，比表面積變大，造成測試結(jié)果出現(xiàn)誤 差，而對于炭黑或白炭黑，測試溫度設(shè)置為130°C，對于碳酸巧、蒙脫±、高嶺±、云母粉、陶 ±、滑石粉等無機填料，測試溫度設(shè)置為l〇〇°C，既能使測試正常進行，又能避免無機填料表 面發(fā)生變化，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0048] 非極性探針分子混合液向填充柱中注入3次，非極性探針分子的保留時間取3次的 平均值，w保證結(jié)果更精確。
[0049] (4)計算：
[0050] 求凈保留體積：
[0化1]化=j2 · D(tr-tm)
[0052] 其中：j為校正因子，D為柱后流量，tr為保留時間，tm為死時間；
[0053] 校正因子j通過下式求得：
[0化4]
[0055] 其中，Pi指色譜柱進口壓力，即柱前壓，P0指色譜柱出口壓力，即柱后壓；
[0056] 求吸附自由能
[0化7]
[0化引-AG指吸附自由能的負值，R指氣體常數(shù);巧旨填充柱溫度;C = 299;S指填料的總比 表面積;g指填充柱內(nèi)填料的質(zhì)量，用注入的非極性探針分子的-AG對碳原子數(shù)繪制趨勢 線，求出斜率，得到單個亞甲基引起的吸附自由能變化-AGCH2;
[0059] 求色散自由能
[0060]
[006。 r/指色散自由能，Να為阿伏伽德羅常數(shù);日甜2指單個C此的面積(0.06nm2);rcH康示 僅由C出基團構(gòu)成的固體物質(zhì)的表面能，對利用下式進行校正：
[0062]
[0063] 現(xiàn)有技術(shù)通常直接采用定值35mJ/m2,隨著測試溫度設(shè)置的變化，會出現(xiàn)一定 的偏差，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此本發(fā)明對該參數(shù)進行了校正，使測試結(jié)果更精確，結(jié) 果穩(wěn)定性更好。
[0064] 求極性探針分子吸附自由能的極性部分-Δ Δ G，由所述非極性探針分子的-Δ G對 其分子截面積做線性方程式，然后把極性探針分子的分子截面積代入方程式，得到極性分 子吸附自由能的非極性部分，再用極性分子總吸附自由能減去其非極性部分，即得到-A Δ G;
[0065] 求填料表面自由能的極性部分
[0066]
[0067] αρ為探針分子占據(jù)填料的表面積；
[0068] 填料表面自由能r由極性部分和非極性部分兩者組成，
[0069]
[0070] 皆為填料的非極性部分表面自由能，也稱為色散自由能；ρρ為填料的極性部分表 面自由能；
[0071] 所述填料包括炭黑、白炭黑、碳酸巧、蒙脫±、高嶺±、云母粉、陶±、滑石粉。
[0072] 實施例二：
[0073] 本實施例與實施例一相同的部分不再寶述，不同的是，老化溫度為140°C。
[0074] 實施例
[0075] 本實施例與實施例一相同的部分不再寶述，不同的是，老化溫度為150°C。
[0076] 對比試驗：
[0077] 取炭黑和蒙脫±適量，分別采用本發(fā)明的測試方法(試驗組)和中國專利申請公布 號CN104165960A公布的測試方法(對照組)對其表面自由能進行測量，試驗組和測試組的測 量各進行3次，計算3次結(jié)果的方差，結(jié)果如表1和表2:
[0078] 表1炭黑表面自由能的測試
[0079]
[0082] 由表1和表2可W看出，采用對照組的測試方法測得的3次結(jié)果之間偏差較大，結(jié)果 不穩(wěn)定，由于樣品的標(biāo)準(zhǔn)表面自由能不能得知，因此結(jié)果的穩(wěn)定性從一個方面可W反映測 試結(jié)果的準(zhǔn)確性，使用本發(fā)明的測試方法測得的3次結(jié)果之間偏差很小，結(jié)果穩(wěn)定性好，因 此可W推測，本發(fā)明測得的填料表面自由能結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0083] 此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加 W描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的運種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可W經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員 可W理解的其他實施方式。
【主權(quán)項】
1. 一種測試聚合物用填料表面自由能的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將待測的填料樣品進行干燥后，裝入填充柱； (2) 將步驟(1)得到的填充柱老化； (3) 設(shè)置參數(shù)，開啟氣相色譜儀的測試系統(tǒng)，注入非極性探針分子混合液和極性探針分 子，測試得到非極性探針分子的保留時間和極性探針分子的保留時間； (4) 計算： 求凈保留體積： Vn= j2 · D(tr-tm) 其中：j為校正因子，D為柱后流量，tr為保留時間，U為死時間； 校正因子j通過下式求得：其中，Pl指色譜柱進口壓力，即柱前壓，PQ指色譜柱出口壓力，即柱后壓； 求吸附自由能-A G指吸附自由能的負值，R指氣體常數(shù);T指填充柱溫度;C = 299; S指填料的總比表面 積;g指填充柱內(nèi)填料的質(zhì)量，用注入的非極性探針分子的-AG對碳原子數(shù)繪制趨勢線，求 出斜率，得到單個亞甲基引起的吸附自由能變化-Δ GCH2; 求色散自由能<指色散自由能，Να為阿伏伽德羅常數(shù);aCH2指單個CH2的面積(0.06nm 2);rCH2表示僅由 CH2基團構(gòu)成的固體物質(zhì)的表面能，以聚乙稀為標(biāo)準(zhǔn)，取值為35mJ/m2; 求極性探針分子吸附自由能的極性部分-A △ G，由所述非極性探針分子的-△ G對其分 子截面積做線性方程式，然后把極性探針分子的分子截面積代入方程式，得到極性分子吸 附自由能的非極性部分，再用極性分子總吸附自由能減去其非極性部分，即得到-Α Δ G; 求填料表面自由能的極性部分 αρ為探針分子占據(jù)填料的表面積；填料表面自由能r由極性部分和非極性部分兩者組成， r = rsd+Isp r/為填料的非極性部分表面自由能，也稱為色散自由能；Γρ為填料的極性部分表面自 由能； 所述填料包括炭黑、白炭黑、碳酸鈣、蒙脫土、高嶺土、云母粉、陶土、滑石粉。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試聚合物用填料表面自由能的方法，其特征在于，步驟(3) 中，所述非極性探針分子混合液包括正戊烷、正己烷和正庚烷，體積比為1:1:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試聚合物用填料表面自由能的方法，其特征在于，步驟(2) 中，所述老化的溫度為130-150°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試聚合物用填料表面自由能的方法，其特征在于，步驟(3) 中，設(shè)置參數(shù)時，若填料為炭黑或白炭黑，將測試溫度設(shè)置為130°C;若填料為碳酸鈣、蒙脫 土、高嶺土、云母粉、陶土或滑石粉，將測試溫度設(shè)置為100°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試聚合物用填料表面自由能的方法，其特征在于，步驟(4) 中，對rCH2利用下式進行校正：6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試聚合物用填料表面自由能的方法，其特征在于，步驟(3) 中，非極性探針分子混合液向填充柱中注入3次，非極性探針分子的保留時間取3次的平均 值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測試聚合物用填料表面自由能的方法，包括以下步驟：(1)將待測的填料樣品進行干燥后，裝入填充柱；(2)將步驟(1)得到的填充柱老化；(3)設(shè)置參數(shù)，開啟氣相色譜儀測試系統(tǒng)，注入非極性探針分子混合液和極性探針分子，測試得到非極性探針分子的保留時間和極性探針分子的保留時間；(4)計算，本發(fā)明的測試方法適用于多種無機填料，測得的結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。
【IPC分類】G01N30/02
【公開號】CN105628812
【申請?zhí)枴緾N201511004255
【發(fā)明人】王宏, 周海妮, 周敏建, 王利杰, 鄒玉榮
【申請人】青島黑貓?zhí)亢诳萍加邢挢?zé)任公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月28日