测量线形聚合物分子量分布的方法

摘要

本发明涉及测量线形聚合物分子量分布的方法。通过动态流变测试，测量出聚合物的流变行为，根据一个数学模型将动态存储模量曲线转换为分子量的重量积分分布曲线，对积分分布曲线微分即可得到线形聚合物的分子量微分分布。本发明从流变学的角度出发，不用将聚合物溶解，克服了传统测试方式不能或难以测量不溶或难溶物的分子量分布限制，能廉价、快速、环保、可靠的测量出线形聚合物的分子量及分布。也可以将本发明编写程序嵌入流变测试软件，扩展流变仪的应用范围。

主权项

1.测量线形聚合物分子量分布的方法，其特征是包括以下步骤：1)用流变仪进行动态频率扫描，测出线形聚合物在熔融状态下的动态储存模量G′(ω)和动态损耗模量G″(ω)；2)在仪器测试范围内，如果动态损耗模量G″(ω)出现峰值，用式(1)计算聚合物的第一平台模量$G_N^0=\frac{4}{\pi }{\int }_0^{{\omega }_{\mathrm{peak}}}{G}^{\prime \prime }d\ln \omega ---\left(1\right)$式中，ω是测试频率。ω_peak是G″出现峰值时对应的频率；如果动态损耗模量G″(ω)未出现峰值，用Maxwell-wiechcert模型拟合测量得到的动态储存模量G′(ω)和动态损耗模量G″(ω)：${G^{\prime }}_{\left(\omega \right)}=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{G_j^0{\left(\omega {\tau }_j\right)}^2}{1+{\left(\omega {\tau }_j\right)}^2}---\left(2\right)$${G^{\prime \prime }}_{\left(\omega \right)}=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{G_j^0{\left(\omega {\tau }_j\right)}^2}{1+{\left(\omega {\tau }_j\right)}^2}---\left(3\right)$式中，G_j⁰、τ_j是参数；再用式(4)计算聚合物的第一平台模量$G_N^0=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{G}_j^0---\left(4\right)$3)将第一平台模量代入式(5)、式(6)，得到聚合物相对分子量的重量积分分布函数I(M)$I\left(M\right)=1-\sqrt{G^{\prime }\left(\omega \right)/G_N^0}---\left(5\right)$$1/\omega =\lambda {\bar{M}}_w^{3.4}---\left(6\right)$式中λ为任意值；4)取λ任一值，得聚合物相对分子量的重量积分分布曲线，然后对积分曲线进行微分，得到聚合物相对分子量的重量微分分布曲线，按式(7)对聚合物相对分子量重量微分分布曲线计算，得到一个相对重均分子量${\left(\bar{M}w\right)}_R={\int }_0^{+\infty }W\left(M\right)\mathrm{MdM}/{\int }_0^{+\infty }W\left(M\right)\mathrm{dM}---\left(7\right)$式中：W(M)为质量分数，M为分子量5)定义校准因子S如下：$S={\bar{M}}_w/{\left({\bar{M}}_w\right)}_R---\left(8\right)$式中为采用GPC、零切粘度法、光散射法、超速离心沉降速度法或电子显微镜法得到的重均分子量；将步骤4)所得的聚合物相对分子量重量微分分布曲线横坐标扩大S倍，最终得到聚合物的分子量重量微分分布曲线，即为该线形聚合物的分子量分布。