快速确定纤维型聚丙烯专用料熔融指数及分子量的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种化工领域的检测方法，具体是一种利用聚合物的线性粘弹性特征 快速确定纤维型聚丙烯专用料熔融指数及重均分子量的检测方法。
【背景技术】
[0002] 纤维型聚丙烯专用料在无纺布、地毯、人造草坪、装饰布等行业有着广泛的用途， 国内市场需求量非常大。国内数家大型石化公司相继推出了熔融指数在l〇_5〇g/l〇min范 围内的纤维型聚丙烯专用料，但仍然无法满足目前国内市场需求。纤维型聚丙烯专用料的 熔融指数和分子量对其纺丝加工性能有着至关重要的影响。高熔融指数的纤维型聚丙烯专 用料在熔融状态下接近牛顿流体，熔体弹性低，拉伸粘度降低，纺丝张力低，可以降低加工 温度，实现熔融高速纺丝加工，同时也可以降低单丝纤度，生产细旦、超细旦丙纶纤维以及 无纺布。熔融指数和分子量的微小波动对专用料产品性能有着直接而重要的影响，因此，如 何在生产及应用时快速准确地检测熔融指数及相对分子量，对聚合工艺和纺丝加工工艺的 控制都十分重要。
[0003] 目前，通常按照ASTM D6474-1999 (2006)标准方法测得的熔融指数，以及按照ASTM D6474-1999 (2006)标准用高温凝胶渗透色谱标准方法测得相对分子量。用高温凝胶渗透 色谱法测分子量时，需要用到1，2, 4-三氯苯作为纤维型聚丙烯专用料样品的溶剂，2, 6-二 叔丁基-4-甲基苯酚作为抗氧剂，其中1，2, 4-三氯苯为高毒性化学品，对测试操作者的呼 吸道、皮肤及粘膜组织等有很大毒害，且使用后的废液对环境影响很大；该标准方法中操作 步骤复杂，经常要配置不同浓度的聚苯乙烯溶液以产生标准校正曲线，对操作要求较高；另 外，该方法中用溶剂溶解样品至少需要3-6小时，使得整个测试周期相对较长；此外，由于 该测试中对纤维型聚丙烯样品用量较少，约20mg左右，采集于样品局部，对样品本身的均 匀性提出了较高要求，否则测量的数值并不能代表整个样品的特性。因此，对于纤维型聚丙 烯专用料的开发和应用，亟需一种既能及时测得熔融指数以方便生产控制调整，同时又能 快速测得相对重均分子量以衡量纺丝性能的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种快速确定纤维型聚丙烯专用料熔融指数及重均分子量 的检测方法。利用纤维型聚丙烯专用料在熔融状态下的线性粘弹性的特性，可仅经过一次 线性粘弹性曲线的测定，快速准确地得到熔融指数和相对分子质量。
[0005] 本发明所述的快速确定纤维型聚丙烯专用料熔融指数及重均分子量的检测方法， 具有如下步骤：
[0006] 首先将已知熔融指数及重均分子量的纤维型聚丙烯专用料以及待测熔融指数及 分子量的纤维型聚丙烯专用料分别制成测试样片；
[0007] 然后将所述已知熔融指数及重均分子量的纤维型聚丙烯专用料的测试样片分别 置于应变控制型流变仪夹具上，测出已知熔融指数及分子量的纤维型聚丙烯专用料的零切 粘度h，由此来确定纤维型聚丙烯专用料熔融指数及重均分子量与零切粘度的标度关系；
[0008] 接着以同样的操作将所述待测熔融指数及重均分子量的纤维型聚丙烯专用料的 测试样片置于应变控制型流变仪夹具上，测出待测熔融指数及重均分子量的纤维型聚丙烯 专用料的零切粘度η
[0009] 最后利用所述待测熔融指数及重均分子量的纤维型聚丙烯专用料的零切粘度 η c，通过所述纤维型聚丙烯专用料熔融指数及重均分子量与零切粘度η c的标度关系计算 出其熔融指数及重均分子量。
[0010] 其中，所述测试样片采用热压机压制而成，先用模具将纤维型聚丙烯专用料样品 放置于热压机上，接着在180-20(TC的温度下使样品熔融2-4分钟，待样品完全熔融后，在 3-8Mpa的压力下将熔融样品压制成待用测试样片，热压机热压时间控制在1-2分钟。
[0011] 取点模式为对数取点法，每个数量级至少取3个点，积分时间为各测试频率下的 1-3个测试周期
[0012] 所述应变控制型流变仪扭矩范围为0. 01 μ Nm-200mNm，扭矩精度为0.1 nNm，法向 应力范围为〇. 01-50N，检测频率范围为10 7-628rad/s的条件下来测出所述零切粘度η。。
[0013] 所述流变仪夹具为直径为15-25mm的平板或锥角为5°的锥板。
[0014] 所述应变控制型流变仪的温度参数控制为180-220°C ;所述应变控制型流变仪施 加1%-8%的应变；所述检测频率范围为0.001^(1/8-600^(1/8。
[0015] 所述纤维型聚丙烯专用料为树脂颗粒或粉料，结构为线形聚合物。
[0016] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：针对纤维型聚丙烯专用料，可仅经 过一次线性粘弹性曲线的测定，用时约15-30分钟，便可一次性高精度地得到该纤维型聚 丙烯专用料样品的熔融指数和相对分子质量。相对于分别用不同仪器测量纤维型聚丙烯专 用料的熔融指数和相对分子质量的常规方法，本发明涉及的方法快速、简便、高效、成本低、 精度高，对样品均匀性要求低，不需要任何校正步骤，不产生任何环境污染，在工业生产检 测过程中具有应用价值。
【附图说明】
[0017] 图1是纤维型聚丙烯专用料流变学零切粘度与熔融指数的标度关系曲线；
[0018] 图2是纤维型聚丙烯专用料流变学零切粘度与相对分子量的标度关系曲线。
[0019]
【具体实施方式】
[0020] 以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下列实施 例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
[0021] 样品熔融温度：
[0022] 在本发明中，对样品熔融温度并无特别限定，通常是180-200°C，如果温度高于 200°C，则容易引起样品氧化降解，并无其他有益效果，而温度过低则不能使样品快速到达 熔融状态。
[0023] 样品熔融时间：
[0024] 在本发明中，对样品熔融时间并无特别限定，通常是2-4分钟，如果时间过长，超 过4分钟，则容易引起样品氧化降解，并无其他有益效果；而时间过短，小于2分钟，会造成 熔融不均匀，熔融不完全的可能。
[0025] 热压机热压压力：
[0026] 本发明中，对熔融样品压制成待用测试样片时的热压压力并无特别限定，通常是 3-8Mpa的压力下将熔融样品压制成待用测试样片，如果压力过高，大于8Mpa，会造成测试 样品有裂纹的可能，并无其他有益效果；而压力过低，小于3Mpa，会造成测试样品压片不均 匀，达不到对测试样品的要求。
[0027] 热压机热压时间：
[0028] 本发明中，对热压机热压时间并无特别限定，通常控制在1-2分钟，如果热压时间 过高，大于2分钟，则引起样品氧化降解，并无其他有益效果；时间过短，小于2分钟，会造成 热压时间不足，测试样片热压效果不好的影响，样片不均匀的可能。
[0029] 取点模式：
[0030] 本发明中，对取点模式并无特别限定，通常每个数量级至少取3个点，如果取点少 于3个点，则造成数据点较少，数据读取不准确以致测得的零切粘度值与分子量及熔融指 数的标度关系不准确。
[0031] 积分时间：
[0032] 本发明中，对积分时间并无特别限定，通常为各测试频率下的1-3个测试周期，如 果大于各测试频率下的3个测试周期，则造成波形记录较少，数据读取不准确。
[0033] 应变控制型流变仪：
[0034] 本发明中，对应变控制型流变仪并无特别限定，通常应变控制型流变仪扭矩范 围为0. 01yNm-200mNm，扭矩精度为0.1 nNm，法向应力范围为0. 01-50N，检测频率范围为 10 7-628rad/s，如果扭矩范围不在0. 01 μ Nm-200mNm，扭矩精度低于0.1 nNm，法向应力范围 不在0. 01-50N，检测频率范围不在10 7-628rad/s，则不能达到测试精度，造成测得的零切 粘度值与分子量及熔融指数的标度关系不准确。
[0035] 流变仪夹具：
[0036] 本发明中，对流变仪夹具并无特别限定，通常直径为15_25mm的平板或锥角为5° 的锥板，如果平板直径大于25mm，则所需测试样品较多，小于15mm，则会影响测试精度。
[0037] 应变控制型流变仪的温度参数：
[0038] 本发明中