Способ определения степени сшивки молекул полимера
Патент 676074
Авторы
Способ определения степени сшивки молекул полимера
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистинеских
Республик
<>676074
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2) 0977 (21) 2528840/23-05 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
Опубликовано 250230, Бюллетень № 7 (51)M. Кл.2
G 01 N 33/44
G 01 N ° 9/24
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открыти и (53) УДК 678. 01:
:539.2 (088.8) Дата опубликования описания 250280 (72) Авторы изобретения
А.И.Свириденок и О.В.Холодилов
Институт механики металлополимерных систем
AH Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СШИБКИ
МОЛЕКУЛ ПОЛИМЕРА
Изобретение относится к полимерной химии, а именно к области разработки методов неразрушающего контроля материалов. В частности, оно может быть использовано для определения степени сшивания молекул полимера в результате термообработки и рациационного облучения.
Известен способ определения степени сшивания молекул полимерного материала, заключающийся в растворении сшитого полимера и отделении ниэкомолекулярной фракции (золя) от высокомолекулярной фракции со сшивками (геля) (1).
Наиболее близким к данному является известный способ определения степени сшивки молекул полимера путем сравнения характеристического параметра — интенсивности фотолюминесценции — исследуемого и эталонного образцов (2).
Образец подвергают воздействию фиксированного количества тепла и регистрируют изменение интенсивности фотолюминесценции после охлаждения.
Однако известный способ определения степени сшивки молекул полимера невозможен в том случае, если возбужденное состояние молекул полимера способно к быстрому внутреннему перераспределению энергии возбуждения по собственным колебаниям. Среди полимеров таким свойством обладают все карбоцегные (полиизобутилен и др.) и некоторые гетероцепные полимеры, не содержашие в макромолекулах полиароматических или линейных сопряженных структур (полиамиды, целлюлоза, поливинил4урфураль) .
Целью изобретения является обеспечение воэможности определения степени сшивки карбоцепных и гетероцепных полимеров, не содержащих полиароматических и линейных сопряженных структур.
Эта цель достигается тем, что в полимерную матрицу вводят стабильный азотнокислый радикал и в качестве характеристического параметра используют молекулярную подвижность, определяемую по спектрам электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) стабильного азотокисного радикала.
Возможность осуществления способа основывается на следующих физических предпосылках: молекулярная подвижность полимера определяет важные
676074 физические и физико-химические свойства конденсированной фазы и может быть определена по подвижности стабильных радикалов, введенных в пслимерную матрицу; стабильный радикал, введенный в полимерную матрицу, является дефектом и препятствует образованию кристаллической решетки в том месте, где он находится. При увеличении плотности полимера уменьшается интенсивность сегментальных ,движений аморфной фазы; это проявляется в чвеличении времени корреляции вращения т, стабильного азотокисного радикала. Время корреляции вращения — определяющий параметр вращательного трения, является важной характеристикой динамических свойств среды, оно фактически несет информацию о структуре и локальных движениях в матрице, в которой этот радикал находится.
Изменение г- пропорционально иэ— менению плотности полимера, а так как стабильный радикал чувствует природу полимера, то изменение его плотности коррелирует с процессами структурирования и сшивки.
Эталонные образцы получают путем термообработки или облучения их определенной дозой -излучения.
После его находят корреляцию между сн сч
Z/ NP, 0 Нг СН г
Таблиц а 1
Время корреляции вращения (т.), XI0 с
Параметры образцов
9,56 10,56
Г Г
0,938
1,6
2,5
3,4
Доза излучения, Ирад
4,3 10
16,4
Пример 2. Образцы из поли" винилфурфураля (ПВФ) подвергают термообработке при Т == 180 C. Затем
Т а б л и ц а 2 ремя корреляции вращения (- =с), Xl 0 0
Параметры образцов,3 12,7 . 14,8
Плотность (у }, г/с м
Степень сшивки (6 ) 1,03 1,11 1,23
0 1,1 2,2
1,36
1,31
312
3,8
90 120
60
Степень сшивки (д) 0,"молекулярная подвижность (t ), мин плотностью у, времененем корреля.ции вращения г, и степенью сшивки молекул полимера d . .Найдя корреляцию между указанными параметрами эталонных образцов, в дальнейшем можно определить степень сшивки полимера, измеряя время корреляции вращения стабильного азотокисного радикала, введенного в этот материал.
Пример 1. Эталонные образцы полиэтилена высокого давления (ПЭВД) получают, подвергая их направленному облучению на установке РХМ- 3-20 с интенсивностью излучения 30 рад/с.
Степень сшивания в них определяют известным методом. Затем диффузией из паров при Т = 85 С в образцы вводят стабильный азотокисный радикал и по спектрам ЭПР, полученным на радиоспектрометре РЭ-1301 находят его время корреляции. Плотность образцов определяют методом гидростатического взвешивания. Полученные результаты сведены в табл . 1 . огределяют степень сшивки, плотность и молекулярную подвижность . Ре зультаты приведены и табл. 2.
676074
Формула изобретения
Составитель Н.Котельникова
Редактор Е.Месропова Техред O,дегеза Корректор С.Шекмар
Заказ 9886/72 Тираж 1019 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4
Таким образом, использование спо- соба определения степени сшивания молекул полимерного материала обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимушества.: исключает воздействие вредных для организма человека растворителей; расширяет диапазон исследуемых материалов; позволяет автоматизировать обработку результатов эксперимента.
Способ определения степени сшивки молекул полимера путем сравнения характеристического параметра исследуемого и эталонного образцов, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения степени сшивки карбоцепных и гетероцепных полимеров, не содержащих полиароматических и линейных сопряженных структур, в полимерную матрицу вводят стабильный аэотокисный радикал и в качестве характеристического параметра используют молекулярную подвижность, определяемую по спектрам электронного парамагнитного резонанса стабильного азотокисного радикала.
Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе
1. Хенли 3. и Джонсон Э. Радиационная химия.М., Иностранная литература, 1974, с. 376.
2. Авторское свидетельство СССР
М 396599, кл. G 01 N 21/16, 1973 (прототип) .