Способ оценки степени разветвленности полимеров

)4 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСА ОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ гических измере ием ре о тли 27Прот трукту(56) 1. Цветков В,Н. имакромолекул в растворка", 1964, с. 719.2. Поддубный. И. Я.,кий В.А. Влияние развена характер зависимостмических параметров ма. от молекулярного весамолекулярные соединенит, 6, В 1, с. 64 прот(54) (57) СПОСОБ ОЦЕНКИВЕТВЛЕННОСТИ ПОЛИМЕРОВ ЬК 11688 ч ающии ся тем, что, с целью упрощения способа и сокращ ния времени испытания, снимают кри вую течения полимера с известной полидиспе рсно стью прй напряжениях 1.10-2- 3 10-1 Мпа и температурах на 100 - 200 С выше температуры стеклования, определяют индекс не- ньютоновского течения, а о степени разветвленности полимера судят по отклонению найденного Индекса не - ньютоновского течения от градуировочного графика зависимости индекс неньютоновского течения от полиперсности, полученного для лин полимеров.Изобретение относится к исследованию молекулярных характеристик по - лимеров, в частности к определению степени разветвленности их макро- молекул, 5Известен способ определения раз - ветвленности полимеров, связанный с измерением оптических (светорассеяния или двойного лучепреломления) параметров полимеров в растворах 1 1.10Недостатком способа является необходимость растворения полимеров и связанные с этим неудобства в работее, а также не обходимо сть использования специального оборудования. 15Наиболее близким к изобретению является способ определения разветвленности полимеров с исдользованием реологических измерений.Согласно этому способу, готовят 20 разбавленный раствор испытуемого полимера в подходящем растворителе, помещают его в прозрачную кювету в поле ускорения, создаваемого ультрацентрифугой, и регистрируют ско рость седиментации с помощью специльных датчиков 2 1.Недостатком известного способа является сложность и длительность процесса, обусловленные необходи- ,30 мостью выбора подходящего растворителя, длительностью набухания и растворения полимера в растворителе, очистки раствора от посторонних включений путем фильтрации раствора, З 5 установления точной концентрации раствора, Необходимость проведения указанных операций делает способ достаточно трудоемким и сложным. Кроме того, этот способ требует исполь зования дорогостоящих ультрацентрифугЦель изобретения - упрощение способа и сокращение времени испытания. 45Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки степени разветвленности полимеров, включающему реологические измерения, снимают кривую течения полимера 50 с известной полидисперсностью при напряжениях 1 10 - 3 10МПа и температурах на 100-200 С выше температуры стекловарения, определяют индекс неньютоновского течения, а о 55 степени разветвленности полимера судят по отклонению найденного индекса неньютоновского течения от градуировочного графика зависимости индекса неньютоновского течения от полидисперсности, полученного для линейных полимеров.На фиг, 1 изображена кривая течения каучука; на фиг. 2 - график зависимости индекса неньютоновского течения от полидисперсности, полученного для линейных полимеров.Индекс неньютоновского течения линейного полимера или его аномалия вязкости определяется полидисперсностью полимера. Это обстоятельство позволяет по индексу неньютоновского течения линейных полимеров определять их полидисперсность.В случае разветвленных полимеров с той же степенью полидисперсности, что и линейных полимеров, кодекс неньютоновского течения оказывается большим и в тем большей степени, чем выше степень их разветвленности.Поэтому, сравнивая индексы неньютоновского течения линейных и разветвленных полимеров с одинаковой степенью полидисперсности, можно оценить степень разветвленности последних.Для этого строят градуировочный график зависимости индекса неньютоновского течения от полидисперсности для линейных полимеров и наносят на него точку, соответствующую данным для разветвленного полимера (индекс неньютоновского течения нахо-, дят из кривой течения, а полидисперсность - любым другим способом, например, из данных по хроматографии). По отклонению полученной точки для разветвленного полимера от гра - дуировочного графика, полученного для линейных полимеров, оценивают степень разветвленности испытуемого полимера.П р и м е р. Производят оценку степени разветвленности каучука СКДЛР. Данный полимер получают из линейного полимера СКДЛ путем специального создания в нем разветвленности для улучшения технологических свойств, в частности, для уменьшения хладо те куче с ти.Для оценки степени разветвленности полимер подвергают испытанию на капиллярном вискозиметре постоянных давлений в диапазоне напряжений 1 1 б - 3 10 МПа и температуре298 С.1168823 Составитель В. ВощанкинТехред С.Мигунова Коррект 1.Розман ан едактор аказ 4607/3 ВНТираж 897 Подписно ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,По результатам испытания строяткривую течения каучука (фиг. 1) ииз наклона кривой определяют егоиндекс неньютоновского течения,ко то рый о казыв ае тся равным 3, О.Далее используют график зависимости индекса неньютоновского течения от полидисперсности, получен -ного для линейных полимеров данноготипа (фиг. 2). На этот график наносят точку, соответствующую даннымиспытуемого полимера (индекс неньютоновского течения п=З,О и полидисперсность 2,4, определенную ранее).Полученная точка на фиг. 2 обозначена буквой А,По отношению ординаты даннойточки АС=З,О к ординате точки, лежащей на кривой и соответствующей линейному полимеру ВС=2,25, оцениваютстепень разветвленности полимера:АС/ВС=З,О/2,25=1,3.Выбранные диапазоны напряженийсдвига и температур обусловленыследующими причинами.При малых напряжениях сдвига(меньше 110 МПа) полимеры обладаюточень высокой вязкостью и поэтому времена их истечения через капил -ляр становятся очень большими, чтонеоправданно затягивает время опыта. Гри напряжениях, приближающихся 5 к 3 10 "МПа, наблюдается явление"срыва" потока полимера со стеноккапилляра и, тем самым, прекращается ламинарное течение.При температуре опыта, удаленной 10 от температуры стеклования меньше,чем на 100 С, происходит нарушение корреляции между индексом неньютоновского течения и полидисперсностью, вследствие изменения меха низма течения и, поэтому, невозможно пользоваться градуированным графиком. Верхний предел температурыобусловлен возможной термоокислительной деструкцией полимеров и, 20 вследствие этого, изменением их молекулярных характеристик. Преимуще ством предлагаемого способа является быстрота выполнения 25 (0,5-1,5 ч), исключение необходимости использования растворов и дорого-,стоящего оборудования. Кроме того,отпадает необходимость в высококвалифицированных операторах.