專利名稱：選擇和開(kāi)發(fā)粒狀材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)35U.S.C.ξ120，本申請(qǐng)要求2003年9月26日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)10/673093的優(yōu)先權(quán)，根據(jù)35U.S.C.ξ119(e)，本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/491632、60/485965、60/485964、60/459230、和60/497592的優(yōu)先權(quán)，此處引入這些申請(qǐng)作為參考。本發(fā)明涉及選擇或開(kāi)發(fā)用于組合物或應(yīng)用的粒狀材料的方法。本發(fā)明還涉及基于界面勢(shì)性能值收集粒狀材料或一組粒狀材料。此處引入美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/491632、60/485965、60/485964、60/459230和60/497592作為參考。
化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品一般是下述兩種類型中的一種-分子式化學(xué)產(chǎn)品和性能化學(xué)產(chǎn)品。分子式化學(xué)產(chǎn)品用其組成定義。如果以不同的等級(jí)售賣，則用雜質(zhì)濃度區(qū)分等級(jí)。其例子包括氨、苯、四氯化碳、二乙醚、甲醛、純堿和氧化鈣。包括聚合物、染料、顏料和香料的性能化學(xué)產(chǎn)品不因其組成而有價(jià)值，而是因其能夠作什么而有價(jià)值。重要類型的性能化學(xué)產(chǎn)品包括細(xì)粒產(chǎn)品如炭黑、二氧化硅、二氧化鈦、鉭、碳酸鈣，它們用在包括增強(qiáng)、流變學(xué)、染色和導(dǎo)電等領(lǐng)域中。
細(xì)粒用于提高復(fù)合材料的性能，如流變學(xué)、流動(dòng)性、強(qiáng)度、顏色等。細(xì)粒產(chǎn)品達(dá)到所需性能程度的能力取決于顆粒特征。為了區(qū)分性能級(jí)別，通常定義類型或等級(jí)。這些定義包括標(biāo)明某些顆粒性能，為這些性能賦予典型或目標(biāo)值。在本發(fā)明之前，顆粒性能與形態(tài)學(xué)相關(guān)，如粒度、粒度分布、顆粒形狀或結(jié)構(gòu)等。
為了確保一致性，為細(xì)粒產(chǎn)品制定說(shuō)明書。這些說(shuō)明書一般包括一個(gè)或多個(gè)形態(tài)學(xué)量度，還可以包括一個(gè)或多個(gè)化學(xué)組分量度。形態(tài)學(xué)的常用量度是粒度、表面積、結(jié)構(gòu)、孔隙率、聚集體粒度和聚集體形狀?；瘜W(xué)物質(zhì)的常用量度包括本體和表面組成及提取物的分析值?？梢栽谏a(chǎn)過(guò)程中測(cè)量這些性能的變化性，保證工藝處于可控狀態(tài)(通常稱為質(zhì)量控制或QC)，或者在運(yùn)輸前的產(chǎn)品上測(cè)量這些性能的變化性(通常稱為質(zhì)量保證或QA)。
例如，炭黑在售賣時(shí)，一般至少有一個(gè)形態(tài)學(xué)說(shuō)明，可以是表面積、粒度、結(jié)構(gòu)和孔隙率。還可以進(jìn)行性能測(cè)試，如結(jié)合橡膠或化合水分吸收(CMA)測(cè)試，這取決于炭黑的目的用途。但是，這些一般都不包括在產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明表上。
盡管有這些質(zhì)量控制和質(zhì)量保證(QC/QA)方面的努力，用戶通常還抱怨收到的一批產(chǎn)品沒(méi)有預(yù)想的性能，盡管這些產(chǎn)品“在規(guī)格范圍內(nèi)”。例如，橡膠固化速率的變化、模制橡膠零件上白色霧點(diǎn)的外觀、粘結(jié)劑的低觸變性和塑性復(fù)合次數(shù)的變化都追溯到炭黑批量至批量的變化，即使每一批量都在規(guī)格范圍內(nèi)。這樣通常導(dǎo)致的結(jié)果是使生產(chǎn)商對(duì)工藝和產(chǎn)品進(jìn)行深入地和投入大量資金的研究，盡量做出調(diào)整，使產(chǎn)品能夠再次具有所希望的性能。因?yàn)樵诹畈牧系漠a(chǎn)品性能中可能存在有這樣的變化，所以用戶或粒狀材料生產(chǎn)商難以選擇最適用于組合物的顆粒。當(dāng)我們尚未完全理解或掌握粒狀材料及其在組合物中的相互作用時(shí)，產(chǎn)品如何處于其最佳狀態(tài)？本發(fā)明能夠使人們通過(guò)更好地理解、更好地掌握及更好地選擇粒狀材料去改善性能。
確定為什么產(chǎn)品不具有所希望的性能是無(wú)效的，通常既浪費(fèi)時(shí)間又浪費(fèi)金錢。它涉及到評(píng)價(jià)為什么發(fā)生問(wèn)題，而不是首先規(guī)避問(wèn)題。生產(chǎn)商會(huì)多次調(diào)整生產(chǎn)步驟，不是理解結(jié)果，而只是企圖改變產(chǎn)品，以某種方式看到產(chǎn)品的差異。有時(shí)候這實(shí)際上是猜測(cè)性的工作。
因?yàn)榱畈牧显诮M合物中的性能可能出現(xiàn)上述問(wèn)題，所以需要開(kāi)發(fā)一種選擇粒狀材料的方法，以優(yōu)化其在基質(zhì)或組合物中的性能，避免或減少上述問(wèn)題。還需要開(kāi)發(fā)一種改善的系統(tǒng)，用于為基質(zhì)或組合物正確或最佳選擇粒狀材料，從而可以改善或優(yōu)化其應(yīng)用性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明部分涉及為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料的步驟A)組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。粒狀材料的均相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
本發(fā)明還涉及為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料的步驟A)包括粒狀材料和代用基質(zhì)的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。均相和多相相互作用參數(shù)可以如上所述。
本發(fā)明還涉及為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物提供候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括下述步驟A)為用戶提供至少一種探針粒狀材料，該材料具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合；B)基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料a)組合物的至少一個(gè)性能，和b)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或b)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)；和C)為用戶提供選擇候選粒狀材料。
本發(fā)明還涉及一種包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物，其中，該組合物具有與下述因素的組合相關(guān)的至少一個(gè)性能A)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
本發(fā)明還涉及一種賦予性能的方法，包括將粒狀材料與基質(zhì)組合的步驟，其中，粒狀材料與基質(zhì)具有與該性能相關(guān)的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。
本發(fā)明還涉及為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇候基質(zhì)的方法，其中，該方法包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選基質(zhì)的步驟A)組合物的至少一個(gè)性能，和
B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
本發(fā)明還涉及開(kāi)發(fā)一種新的或改善的粒狀材料的方法，其中，該方法包括得到下述因素之間至少一個(gè)傾向性和/或功能性關(guān)系的步驟A)兩種或多種組合物的至少一個(gè)性能，每一種所述組合物都包括基質(zhì)和粒狀材料，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。該方法還包括使所述新的或改善的粒狀材料具有標(biāo)明的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟。
本發(fā)明還涉及開(kāi)發(fā)一種新的或改善的包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的方法，其中，該方法包括得到下述因素之間至少一個(gè)傾向性和/或功能性關(guān)系的步驟A)兩種或多種組合物的至少一個(gè)性能，每一種所述組合物都包括基質(zhì)和粒狀材料，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
本發(fā)明還涉及一種性能圖，其包括A)包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。該性能圖優(yōu)選顯示A)和B)之間的至少一個(gè)傾向性和/或功能性關(guān)系。本發(fā)明還涉及利用該性能圖開(kāi)發(fā)新的和/或改善的粒狀材料或組合物的方法。
本發(fā)明還涉及繪制性能圖的方法，包括在下述因素之間進(jìn)行比較的步驟A)包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或
B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
本發(fā)明還涉及一種工藝圖，其包括A)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和B)制備所述粒狀材料的方法的至少一個(gè)工藝變量。
工藝變量?jī)?yōu)選是溫度、壓力、化學(xué)組成、停留時(shí)間、化學(xué)計(jì)量、反應(yīng)器驟冷長(zhǎng)度、驟冷空氣量、原料組成、一次燃料類型、下游添加劑的類型和/或用量、或者后處理的類型、濃度和/或量。后處理的類型可以是化學(xué)改性或添加附著劑如表面活性劑或分散劑。本發(fā)明還涉及利用該工藝圖開(kāi)發(fā)新的和/或改善的粒狀材料或組合物的方法。
本發(fā)明還涉及繪制工藝圖的方法，包括在下述因素之間進(jìn)行比較的步驟A)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和B)制備所述粒狀材料的方法的至少一個(gè)工藝變量。
應(yīng)當(dāng)理解的是，前面的概述和后面的詳述都只是例示性和解釋性的，其目的是為權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的保護(hù)范圍提供進(jìn)一步的解釋。


圖1-4和6是粒狀材料的性能與至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合關(guān)系的圖示。
圖5是驟冷長(zhǎng)度對(duì)粒狀材料的界面勢(shì)值影響效果的座標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式
在粒狀材料領(lǐng)域和生產(chǎn)商將粒狀材料摻入組合物如聚合物和其他基質(zhì)中的領(lǐng)域中，人們基于所需性能一直努力為組合物尋找最好的候選粒狀材料。過(guò)去，為實(shí)現(xiàn)所需性能而選擇用在組合物中的粒狀材料的方法是基于粒狀材料的形態(tài)學(xué)和/或粒狀材料的化學(xué)性質(zhì)。即使知道這些參數(shù)，為實(shí)現(xiàn)所需性能而選擇摻入在組合物中的粒狀材料還會(huì)導(dǎo)致一些不可預(yù)料的問(wèn)題，牽涉到一定量的猜測(cè)性工作。在工業(yè)上需要一些方法和系統(tǒng)提供更精確的方法，選擇用在組合物中的候選粒狀材料，以改善性能，或?qū)崿F(xiàn)所需的性能。
本發(fā)明提供這樣的一種方法和系統(tǒng)，使人們能夠?yàn)榻M合物選擇候選粒狀材料，優(yōu)選在組合物中提供改善的或優(yōu)化的性能。本發(fā)明單獨(dú)利用粒狀材料的界面勢(shì)，或者與在其中使用粒狀材料的基質(zhì)的界面勢(shì)結(jié)合使用粒狀材料的界面勢(shì)。因此，本發(fā)明包括利用粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)(如粒狀材料的內(nèi)聚功)，或者結(jié)合利用粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)(如內(nèi)聚功和粘結(jié)功)。
“均相相互作用參數(shù)”關(guān)系到粒狀材料自身如何相互作用?！岸嘞嘞嗷プ饔脜?shù)”關(guān)系到粒狀材料和基質(zhì)如何相互作用。大家一般都知道，包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物的性能取決于粒狀材料和基質(zhì)如何相互作用。所以其性能與多相相互作用有關(guān)。但是現(xiàn)在我們驚奇地發(fā)現(xiàn)其性能取決于粒狀材料自身的相互作用或該均相相互作用與粒狀材料與基質(zhì)的相互作用(多相相互作用)之間的平衡性。本發(fā)明的實(shí)施方案利用了這樣的關(guān)系。我們基于此而發(fā)現(xiàn)利用本發(fā)明公開(kāi)的粒狀材料的均相相互作用參數(shù)或者使其與多相相互作用參數(shù)相結(jié)合，可以更精確地選擇粒狀材料。在本申請(qǐng)中公開(kāi)的每一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語(yǔ)“界面勢(shì)值”或“界面勢(shì)”表示粒狀材料或基質(zhì)的表征手段。用顆粒與規(guī)定系統(tǒng)的相互作用確定界面勢(shì)性能值。術(shù)語(yǔ)“均相相互作用參數(shù)”可以包括粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值(即，測(cè)量的或計(jì)算的與界面勢(shì)相關(guān)的值)、由界面勢(shì)性能值衍生或計(jì)算的至少一個(gè)值(如內(nèi)聚功)、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量(如酸性分量、堿性分量或分散分量)或其組合。術(shù)語(yǔ)“多相相互作用參數(shù)”可以包括粒狀材料和基質(zhì)的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。在這個(gè)說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“組合”表示數(shù)學(xué)組合(如差值或比值)和組合使用(如在多維座標(biāo)圖或其他視覺(jué)圖示中)。
更具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明部分涉及為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料的步驟A)組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，如界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)的組合，多相相互作用參數(shù)的例子如粒狀材料與基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。選擇的候選粒狀材料可以具有使組合物達(dá)到目標(biāo)性能值的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。該方法還可以包括確定A)和B)之間關(guān)系的步驟，也可以事先確定二者的關(guān)系。該方法還可以包括確定基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟。作用一種選擇，確定基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟可以涉及到確定包括基質(zhì)和具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的至少一種探針粒狀材料的組合物的性能。
該方法涉及通過(guò)確定具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的代用基質(zhì)來(lái)確定基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟。該方法還可以包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料的步驟A)包括代用基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)下面i)和ii)的組合i)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和ii)代用基質(zhì)的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。這種關(guān)系可以事先確定，或者是該方法可以包括確定A)和B)之間關(guān)系的步驟。
本發(fā)明還涉及為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物提供候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括下述步驟A)為用戶提供至少一種探針粒狀材料，該材料具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合；B)基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料a)組合物的至少一個(gè)性能，和b)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，如至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合，或2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，如至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合與粒狀材料和基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)，如至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的組合；和C)為用戶提供選擇候選粒狀材料。
在該方法中，選擇的候選粒狀材料可以具有使組合物達(dá)到目標(biāo)性能值的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。如上所述，該方法還可以包括確定A)和B)之間關(guān)系的步驟。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法能夠使人們選擇粒狀材料，能夠提供比價(jià)格昂貴的粒狀材料相同或相似的性能。換句話說(shuō)，本發(fā)明能夠使人們選擇候選粒狀材料，其比第二(second)候選粒狀材料價(jià)格更低，其中，候選粒狀材料和第二(second)候選粒狀材料可以具有類似的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合，可以使組合物具有類似的目標(biāo)性能值。
本發(fā)明還涉及基于每一種粒狀材料的界面勢(shì)收集粒狀材料的方法。在該實(shí)施方案中，根據(jù)每一種粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合將各種粒狀材料(如兩種或多種)分組或分級(jí)在一起。這種收集或分級(jí)為選擇具有各種界面勢(shì)性能值的粒狀材料提供了關(guān)鍵詞或指南。提供這樣收集或分級(jí)粒狀材料，這種收集或分級(jí)可以為如用戶提供幫助，為他們?cè)谶x擇用于組合物的候選粒狀材料的方法中提供幫助。
本發(fā)明還涉及基于每一種粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)值對(duì)至少兩種粒狀材料進(jìn)行分級(jí)的方法?；诮缑鎰?shì)值系統(tǒng)對(duì)至少兩種粒狀材料的分級(jí)例如能夠使用戶選擇合適的或最佳的候選粒狀材料，使其用在組合物中，例如提供優(yōu)選的性能。例如，基于增加或減小的界面勢(shì)對(duì)粒狀材料的分級(jí)能夠幫助用戶或粒狀材料生產(chǎn)商決定什么是最好的用于組合物的粒狀材料。通過(guò)對(duì)至少兩種兩種材料的分級(jí)，更易于完成選擇過(guò)程。例如，如果一種粒狀材料與先前使用的粒狀材料相比具有改善的性能，則對(duì)至少兩種或多種兩種材料的分級(jí)會(huì)使用戶能夠選擇下一種粒狀材料，以測(cè)試組合物的性能。粒狀材料的分級(jí)可以用任何方式表示，如圖、表或其他圖示。粒狀材料的分級(jí)可以基于兩種或多種兩種材料，如至少3種，至少5種，至少10種，至少50種，或至少100種粒狀材料。粒狀材料的分級(jí)實(shí)際上可以基于界面勢(shì)值和任選的其他參數(shù)如形態(tài)學(xué)和/或化學(xué)參數(shù)建立兩種材料庫(kù)。粒狀材料的這種分級(jí)使人們可以利用這種分級(jí)去挑選用于特殊基質(zhì)的粒狀材料。另外，粒狀材料的分級(jí)使人們可以利用這種分級(jí)去挑選用于特殊領(lǐng)域如電導(dǎo)體的粒狀材料，最終用在如調(diào)色劑、涂層、油墨、其他聚合物領(lǐng)域等中。
利用本發(fā)明，生產(chǎn)商和/或用戶具有更好的方法系統(tǒng)性選擇粒狀材料。利用本發(fā)明可以創(chuàng)設(shè)路標(biāo)，確定在什么樣的粒狀材料上進(jìn)行性能測(cè)試，什么是下一種要進(jìn)行性能測(cè)試的粒狀材料。部分基于界面勢(shì)對(duì)粒狀材料進(jìn)行分級(jí)，我們可以確定下一次應(yīng)當(dāng)測(cè)試哪一種粒狀材料。
因此，作為一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明包括在特殊基質(zhì)中對(duì)具有預(yù)定界面勢(shì)性能值如由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的至少兩種粒狀材料的分組。分組的粒狀材料可以具有相同或不同的界面勢(shì)性能值。分組的粒狀材料可以具有相同的界面勢(shì)，其中，至少一個(gè)形態(tài)學(xué)和/或化學(xué)參數(shù)是不同的。在替代性的實(shí)施方案中，分組的粒狀材料可以具有至少一個(gè)相同的形態(tài)學(xué)和/或化學(xué)值，其中，界面勢(shì)性能值是不同的。因此，對(duì)于這種分組的粒狀材料來(lái)說(shuō)，任何性能的組合都是可能的。因?yàn)椴糠只诮缑鎰?shì)性能值用有組織的方式對(duì)粒狀材料進(jìn)行分組，所以本發(fā)明還可以為用戶提供取樣包或取樣集。取樣包或取樣集包括具有預(yù)定界面勢(shì)的至少兩種粒狀材料。這種取樣包可以具有兩種或多種粒狀材料。這種取樣包可以使用戶在多種組合物中測(cè)試各種粒狀材料，為了使組合物具有所需性能而確定什么是最好的候選粒狀材料。因?yàn)檫@種取樣包部分基于每一種粒狀材料的界面勢(shì)，所以能夠?yàn)橛脩籼峁└_的方法和更有信息的方法，為給定的組合物最優(yōu)化或改善粒狀材料。與工業(yè)上以前使用的取樣不同，這種取樣集或取樣方法提供了更為集中的系統(tǒng)，可以正確和精確地為組合物選擇或優(yōu)化粒狀材料。這種系統(tǒng)和方法可以改善先前確定的組合物，或者為用戶提供用于首次制備組合物的取樣集。
為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，這里使用的術(shù)語(yǔ)“值”包括具體數(shù)目或值或多個(gè)數(shù)目或值或這些數(shù)目或值的范圍。
在定義的說(shuō)明書范圍內(nèi)制造粒狀材料如填料和顏料，即使這樣，我們還發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品有時(shí)候在用戶使用時(shí)不能表現(xiàn)出一致的性能。截至目前工業(yè)上都不完全清楚即使產(chǎn)品在形態(tài)學(xué)說(shuō)明書范圍內(nèi)也不能表現(xiàn)出一致性能的原因?，F(xiàn)在本發(fā)明可以基于粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)或者結(jié)合粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)選擇粒狀材料，使用戶更易于達(dá)到他們產(chǎn)品所需的性能?？梢杂眠@種方法為用戶提供在其終端產(chǎn)品中性能一致的產(chǎn)品。本發(fā)明還提供一種更好地選擇粒狀產(chǎn)品的類型、等級(jí)和/或品牌的方法。該系統(tǒng)使生產(chǎn)商和用戶能夠更好地選擇粒狀產(chǎn)品的類型、等級(jí)和/或品牌，使工業(yè)人員能夠更精確地選擇粒狀產(chǎn)品的類型、等級(jí)和/或品牌。
粒狀材料通?？梢砸远喾N單元生產(chǎn)，包括批量、批次、樣品、貨運(yùn)等。一般來(lái)說(shuō)，用戶和/或供貨商同意識(shí)別產(chǎn)品的單位，可以包括在合同中，合同包括口頭協(xié)定、購(gòu)貨訂單、發(fā)貨單、契約、棄權(quán)和約、或其組合。本發(fā)明的方法涉及利用粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或者結(jié)合利用粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)選擇某一粒狀材料的步驟。本發(fā)明的方法還可以包括利用粒狀材料的至少一個(gè)形態(tài)學(xué)值和/或至少一個(gè)化學(xué)值進(jìn)行選擇的步驟。
對(duì)于本發(fā)明的每一個(gè)實(shí)施方案來(lái)說(shuō)，可以使用任何粒狀材料。粒狀材料可以是任何形式如粉末、小球或絨毛材料。粒狀材料的例子包括但不限定為填料、補(bǔ)充劑、碳質(zhì)材料、炭黑、無(wú)機(jī)鹽、二氧化硅(如煅制二氧化硅、沉淀二氧化硅或膠體二氧化硅)、二氧化硅氣凝膠、煅制氧化物、硅酸鹽、包括Stber溶膠的二氧化硅溶膠、金屬氧化物、水合金屬氧化物、鐵氧化物、鋁氧化物、勃姆石、硅酸鋁、粘土、高嶺土、敘永石、蒙脫土、硅鎂土、沸石、陶瓷(如金屬碳化物、金屬氮化物或金屬硼化物)、碳酸鈣、石灰石、硫酸鋇、硅藻土、滑石棉、顏料(如酞菁顏料、普魯士蘭、氧化鉻和鉻綠)、硫化鋅、氧化鋅、二氧化鈦、氧化銻、鉛鋅、金屬(如鉭、鈮、鐵、鋁或硅)、金屬合金和經(jīng)過(guò)表面處理的上述任意物質(zhì)，如疏水性二氧化硅、表面改性的炭黑、聚合物處理的粉末和色淀顏料。也可以使用這些粒狀材料的組合物或混合物。碳質(zhì)材料的例子包括但不限定為炭黑、石墨、玻璃炭、活性炭、buckeyball、碳纖維、納米管、石墨等。其他例子包括含有碳相和含硅物質(zhì)相的聚集體或含有碳相和含金屬物質(zhì)相的聚集體。另外，涂層的粒狀材料如二氧化硅涂層的炭黑是粒狀材料的其他例子。另外，可以用任何方法如附帶的有機(jī)基團(tuán)、聚合物基團(tuán)等對(duì)碳質(zhì)材料或其他粒狀材料改性。其例子包括下述美國(guó)專利中描述的那些基團(tuán)5747562、5830930、5877238、5904762、5916934、5919841、5948835、6008272、6017980、6028137、6057387、6197274、6211279、6323273、6364944、6448309，此處引入這些專利作為參考。
對(duì)于本發(fā)明的每一個(gè)實(shí)施方案來(lái)說(shuō)，基質(zhì)可以是其中可以加入粒狀粒狀材料的任何系統(tǒng)。例如，基質(zhì)可以包括至少一種聚合物、溶劑、著色劑、表面活性劑、其他粒狀材料或其組合物。基質(zhì)優(yōu)選是溶劑或聚合物。聚合基質(zhì)的例子包括天然橡膠，纖維素，含氟聚合物，聚酰胺，丁二烯、乙烯、丙烯、丙烯腈、氯乙烯、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸酯單體、苯乙烯、甲醛和對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的均聚物和共聚物。溶劑的例子包括含水溶劑和無(wú)水溶劑。
粒狀材料用在各種配混系統(tǒng)中，例如包括在彈性體、聚合物、溶劑、樹(shù)脂或其混合物中的分散體。性能的重要方面包括增強(qiáng)性、流變學(xué)控制、滲透網(wǎng)絡(luò)的形成、分散度、顏色和導(dǎo)電性。這些復(fù)合系統(tǒng)的性能部分來(lái)自于所用粒狀材料的形態(tài)學(xué)。涉及粒狀材料的其他物理現(xiàn)象可以響應(yīng)于界面勢(shì)性能。一些現(xiàn)象也響應(yīng)于二者的結(jié)合。因?yàn)榻缑鎰?shì)和形態(tài)學(xué)在粒狀材料中起著重要的作用，所以本發(fā)明的方法包括利用反映粒狀材料界面勢(shì)的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)或者結(jié)合反映粒狀材料與基質(zhì)的界面勢(shì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，用這種方法可以更好地表征、更好地識(shí)別、更容易地開(kāi)發(fā)，特別是為用戶表征、識(shí)別和開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。這種參數(shù)和系統(tǒng)能夠更好地選擇用在組合物中的最佳粒狀材料。
粒狀材料的界面勢(shì)通過(guò)物理現(xiàn)象的量度來(lái)定義，該量度取決于在消除形態(tài)學(xué)的影響后粒狀材料與其他材料或與其自身的相互作用。當(dāng)兩個(gè)顆粒相互接觸時(shí)，界面勢(shì)是單位接觸面積上的內(nèi)聚。當(dāng)粒狀材料混入流體中時(shí)，界面勢(shì)是單位顆粒面積上的粘結(jié)。如果量度是單位質(zhì)量，則總的相互作用取決于單位質(zhì)量的表面積和單位面積上的界面勢(shì)。
只與界面勢(shì)相關(guān)的現(xiàn)象的例子包括液相之間顆粒的分割、吸附氣體的擴(kuò)張壓力和液滴接觸角。這些現(xiàn)象可以測(cè)量，至于其結(jié)果是來(lái)自形態(tài)學(xué)還是來(lái)自界面勢(shì)，這是毫無(wú)歧義的，因?yàn)樗鼈冎蝗Q于界面勢(shì)。
但是如上所述，許多有用的物理現(xiàn)象既響應(yīng)于形態(tài)學(xué)又響應(yīng)于界面勢(shì)。粒狀材料的形態(tài)學(xué)是其形狀、大小和結(jié)構(gòu)的描述。形態(tài)學(xué)可以包括粒度、表面積、顆?？紫堵?、聚集體大小、聚集體形狀、最大填充密度、粉末床孔隙率。形態(tài)學(xué)還可以包括粒度、孔隙大小、聚集體大小等這些值的分布性能如平均、標(biāo)準(zhǔn)偏差，寬度，歪斜度等。形態(tài)學(xué)值是測(cè)量這些性能中的一個(gè)或其組合的結(jié)果。單位質(zhì)量的表面積、單個(gè)顆粒的擴(kuò)散常數(shù)、一次顆粒的平均直徑和顯微結(jié)構(gòu)如孔的直徑、形狀和數(shù)量都是形態(tài)學(xué)值的例子。
既響應(yīng)于形態(tài)學(xué)又響應(yīng)于界面勢(shì)的現(xiàn)象的例子包括流變學(xué)的多個(gè)方面(如產(chǎn)率、粘度和剪切稀化)、流體在粉末柱中的芯吸速率和在攪拌的潤(rùn)濕粉末中發(fā)生的最大扭矩和流體體積(即，吸收計(jì)或吸油試驗(yàn))。例如，流體在填充顆粒柱中的上升速率既取決于柱的孔大小分布又取決于流體和顆粒表面之間單元面積上潤(rùn)濕性相互作用的強(qiáng)度。產(chǎn)生最大扭矩時(shí)的體積取決于粉末可以填充的最大密度和擠壓粉末時(shí)毛細(xì)力的強(qiáng)度。而毛細(xì)力又取決于孔的大小和單位面積上的界面勢(shì)。如果相互作用足夠大和/或孔足夠小，則粒狀材料可以擠壓到其最大密度或接近最大密度。因此，為了用一些液體在一些粒狀材料上進(jìn)行吸收測(cè)量，只用顆粒形態(tài)學(xué)測(cè)定特征體積。對(duì)于其他液體，用形態(tài)學(xué)和界面勢(shì)測(cè)定體積和扭矩。
當(dāng)形態(tài)學(xué)和界面勢(shì)導(dǎo)致的這些現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，分析這些量度的方法，即，所用的計(jì)算法或算法會(huì)確定是形態(tài)學(xué)值還是界面勢(shì)性能值。從而可以使用既響應(yīng)于形態(tài)學(xué)又響應(yīng)于界面勢(shì)的試驗(yàn)，得到與二者有關(guān)的獨(dú)立信息。
例如，既響應(yīng)于形態(tài)學(xué)又響應(yīng)于界面勢(shì)的物理現(xiàn)象的子集是形態(tài)學(xué)的相關(guān)方面只是表面積且對(duì)面積的相關(guān)性是已知的那些現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的典型例子是測(cè)定在該表面和氣相或液相之間痕量分子的分割性的吸附研究。對(duì)于這些物理現(xiàn)象，調(diào)節(jié)表面積和計(jì)算的界面勢(shì)的測(cè)量值。
既響應(yīng)于形態(tài)學(xué)又響應(yīng)于界面勢(shì)的物理現(xiàn)象的另一個(gè)子集是對(duì)形態(tài)學(xué)和界面勢(shì)的相關(guān)性可以通過(guò)數(shù)學(xué)分析分離的現(xiàn)象。例如，氣體吸附量作為壓力函數(shù)取決于表面積和界面勢(shì)?？梢杂眠@個(gè)函數(shù)和已知的氣體分子大小計(jì)算表面積或界面勢(shì)。用氮?dú)庥?jì)算表面積就是所謂的BET法。通常的計(jì)算可以得到表面積，這是形態(tài)學(xué)的一個(gè)方面，該方法是形態(tài)學(xué)法。不同的計(jì)算得到界面勢(shì)，所以這樣的方法是界面勢(shì)法。
可以通過(guò)算法將一些物理現(xiàn)象分為形態(tài)學(xué)效應(yīng)和界面勢(shì)。這為測(cè)量形態(tài)學(xué)或界面勢(shì)提供了基礎(chǔ)。解釋數(shù)據(jù)的算法確定量度的類型。
如果滿足下述條件中的一個(gè)條件，則可以用既響應(yīng)于形態(tài)學(xué)又響應(yīng)于界面勢(shì)的現(xiàn)象為粒狀材料賦予界面勢(shì)性能值。
A)如果用惰性探針測(cè)量物理現(xiàn)象的同時(shí)還能夠消除形態(tài)學(xué)的影響。惰性探針是可以忽略界面勢(shì)的探針。例如，在反相氣相色譜法(IGC)中，還要測(cè)量惰性探針的停留時(shí)間。
B)如果外部參數(shù)如壓力或溫度發(fā)生變化，對(duì)該參數(shù)的響應(yīng)可以獨(dú)立計(jì)算一個(gè)或多個(gè)形態(tài)學(xué)和界面勢(shì)值。例如，BET分析法記錄作為壓力函數(shù)的吸附量，由這些數(shù)據(jù)計(jì)算出兩個(gè)常數(shù)。一個(gè)常數(shù)量度表面積，一個(gè)常數(shù)量度界面勢(shì)。
C)如果用相同的粒狀材料在不同的流體中測(cè)試物理現(xiàn)象。將這些結(jié)果對(duì)比，確定顆粒的形態(tài)學(xué)相同時(shí)的差別。例如，可以將各種液體的芯吸速率與烴通過(guò)類似填充的粉末床的芯吸速率比較。
D)如果既響應(yīng)于形態(tài)學(xué)又響應(yīng)于界面勢(shì)的不同試驗(yàn)的數(shù)目大于相關(guān)形態(tài)學(xué)參數(shù)的數(shù)目減去獨(dú)立試驗(yàn)確定的數(shù)目，則有足夠數(shù)量的獨(dú)立試驗(yàn)以保證形態(tài)學(xué)參數(shù)的一致性，加上界面勢(shì)的至少一個(gè)方面。
在所有這些條件中，除D)外，共同的目的是識(shí)別取決于在消除形態(tài)學(xué)的影響后粒狀材料與其他材料或與其自身的相互作用的這部分物理現(xiàn)象。這一部分是界面勢(shì)。
因此，本發(fā)明方法的每一個(gè)實(shí)施方案都可以利用或包括任意一種上述技術(shù)。下面詳述其他技術(shù)。
如上所述，本發(fā)明的方法還可以包括還基于至少一個(gè)形態(tài)學(xué)值進(jìn)行選擇的步驟。形態(tài)學(xué)值可以是任意上述一種，可以用本領(lǐng)域已知的任意方法確定，如膠體技術(shù)、包括液體或蒸汽吸附、顯微術(shù)或其結(jié)合。用于吸附的一般液體或蒸汽探針包括氮?dú)?、碘、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)或石蠟油。以前用氮?dú)狻⒌夂褪榛谆寤@(CTAB)的吸附測(cè)量炭黑的表面積(例如用于氮?dú)馕降腁STM D4820、D5816和D6556；用于碘值的D1510；和用于CTAB面積的D3756)。所有技術(shù)測(cè)定的表面積都應(yīng)當(dāng)相同，但是對(duì)于一些炭黑來(lái)說(shuō)，其表面積卻不相同。這些差別是造成孔隙率或其他形態(tài)學(xué)性能差別的原因。有用的顯微術(shù)技術(shù)的例子包括但不限定為透射電子顯微術(shù)(TEM)、X射線衍射、暗場(chǎng)顯微術(shù)、氧化研究、衍射射束電子顯微術(shù)、相襯投射電子顯微成像術(shù)、高分辨率掃描電子顯微術(shù)(SEM)、掃描隧道電子顯微術(shù)(STEM)、掃描隧道顯微術(shù)(STM)、掃描力顯微術(shù)(SFM)、原子力顯微術(shù)(AFM)成像。膠體技術(shù)的例子包括但不限定為多色調(diào)(黑色或彩色)、著色能力(ASTM D 3265)和氮?dú)馕綌?shù)據(jù)(ASTM D 3037)、十六烷基三甲基溴化銨(ASTM D 3765)或碘(ASTM D 1510)?？紫堵实牧亢皖愋图傲畈牧媳砻娴幕瘜W(xué)性質(zhì)可以以不同的方法影響用上述任一方法得到的表面積?？梢杂迷诖筇结樔鏑TAB上吸附小探針如氮?dú)庵刑綔y(cè)到的表觀超額表面積估計(jì)孔隙率?？梢杂肨EM、圓盤離心光沉積法、沉積場(chǎng)流動(dòng)分級(jí)、毛細(xì)水力分級(jí)、動(dòng)態(tài)光色散和微分遷移率估計(jì)聚集體大小?？梢杂糜臀?，特別是DBP估計(jì)聚集體形狀，可以用密度-壓力曲線和TEM估計(jì)比容。
下面的表1中示出形態(tài)學(xué)性能的例子和用于測(cè)量它們的試驗(yàn)。這些形態(tài)學(xué)值可以單獨(dú)使用，或者與其他形態(tài)學(xué)值結(jié)合使用。
表1

本發(fā)明的方法還可以包括在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中部分基于至少一個(gè)化學(xué)值進(jìn)行選擇的步驟。粒狀材料的化學(xué)性質(zhì)是材料的整體(或本體)組成、表面組成和/或可提取的材料?；瘜W(xué)部分在表面上的類型、數(shù)量和分布稱為表面化學(xué)性質(zhì)。例如，炭黑的表面可以包括碳-氧表面基團(tuán)、碳-氫表面基團(tuán)和/或其他取代碳基。
可以用本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)確定粒狀材料的化學(xué)值。例如，可以通過(guò)解吸附(如脫吸附炭黑上的氧基團(tuán))、用酸和堿中和表面基團(tuán)、電勢(shì)、溫度和放射滴定、電動(dòng)學(xué)測(cè)試、用特定的化學(xué)反應(yīng)直接分析、極譜法、紅外光譜法(IR)和X射線光電子光譜法(XPS)測(cè)定化學(xué)部分的量。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或通過(guò)除去可提取的材料可以改變表面化學(xué)性質(zhì)。化學(xué)值的例子包括但不限于pH、官能團(tuán)的量和ζ電勢(shì)。
我們發(fā)現(xiàn)一般來(lái)說(shuō)，測(cè)量化學(xué)組分和測(cè)量形態(tài)學(xué)都不足以有效說(shuō)明粒狀材料，從而不能在終端產(chǎn)品中提供更大的一致性。粒狀材料表面可以含有大量不同類型的化學(xué)物質(zhì)，因此，為了有效說(shuō)明粒狀材料，需要識(shí)別太多的物質(zhì)，確定它們?cè)诒砻嫔系南鄬?duì)位置。另外，雖然存在有定性和定量分析的方法，對(duì)位置定位超出了目前的水平。
如上所述，界面勢(shì)性能值可以是能夠與粒狀材料的界面勢(shì)關(guān)聯(lián)的任何性能。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，正如下面詳述的那樣，試驗(yàn)結(jié)果可以用來(lái)測(cè)定界面勢(shì)，或者許可用一種方法為粒狀材料自身或?yàn)榱畈牧系牡燃?jí)或品牌賦予值，試驗(yàn)結(jié)果受到粒狀材料界面勢(shì)性能的影響，在本發(fā)明中可以認(rèn)為試驗(yàn)結(jié)果是界面勢(shì)性能值?？梢杂冒ㄏ率黾夹g(shù)的本領(lǐng)域已知的各種技術(shù)測(cè)定這些值用多色調(diào)測(cè)定界面勢(shì)。粒狀材料如顏料在基質(zhì)中的光密度取決于其內(nèi)在性能和粒狀材料在整個(gè)基質(zhì)中的分散情況。如果分散差，則光密度低。如果分散好，則光密度高。粒狀材料的分散性既取決于其形態(tài)學(xué)又取決于其界面勢(shì)。因此，多色調(diào)取決于顏料的界面勢(shì)。對(duì)于在相同條件下分散在不同基質(zhì)中的相同粒狀材料來(lái)說(shuō)，多色調(diào)的差值可以用作粒狀填料的界面勢(shì)的規(guī)格說(shuō)明。
用氣體吸附技術(shù)測(cè)定界面勢(shì)。用氣體吸附測(cè)定表面積的上述一些方法如BET分析法將數(shù)據(jù)與兩個(gè)參數(shù)相擬合-一個(gè)用于表面積，一個(gè)用于固氣相互作用。用于固氣相互作用的參數(shù)是界面勢(shì)的量度。因此，從用來(lái)通過(guò)BET分析法報(bào)告表面積的相同數(shù)據(jù)可以得知關(guān)于界面勢(shì)的信息。因此，涉及測(cè)量除用于BET分析法的普通“惰性”氣體的氮?dú)夂碗礆馔馄渌麣怏w吸附量的方法(界面勢(shì)蒸汽吸附技術(shù))都可以用于測(cè)定界面勢(shì)。可用于測(cè)量界面勢(shì)的替代性氣體的例子包括水、氨氣和各種有機(jī)蒸汽如甲苯、乙醇、戊烷、壬烷、乙腈、二氯甲烷等。優(yōu)選的得到界面勢(shì)的氣體吸附技術(shù)和數(shù)據(jù)分析法是測(cè)量擴(kuò)張壓力，這將在下面詳述。
用從溶液吸附的方法測(cè)定界面勢(shì)。從溶液中的吸附是類似于氣體吸附的技術(shù)。很多溶質(zhì)是表面活性的，即，當(dāng)它們混入溶液中時(shí)，它們優(yōu)先聚積在粒狀材料的表面處。吸附量取決于表面積、形態(tài)學(xué)和界面勢(shì)。如果在相同的粒狀材料上測(cè)量?jī)煞N或多種不同表面活性的溶質(zhì)的吸附量，則可以收集足夠多的信息，使其對(duì)形態(tài)學(xué)和界面勢(shì)獨(dú)立反應(yīng)，從而可用作測(cè)定界面勢(shì)的方法。例如，如果以低于形成飽和表面層所需的濃度在相同炭黑上測(cè)量碘和CTAB的吸附量，則可以收集足夠多的信息，使其對(duì)形態(tài)學(xué)和界面勢(shì)獨(dú)立反應(yīng)。
用光色散或圓盤離心法測(cè)定界面勢(shì)。為了通過(guò)光色散得到聚集體尺寸，必須將粒狀材料高度稀釋在液體中。通常加入表面活性劑，以保證粒狀材料良好分離，在測(cè)量過(guò)程中不絮凝，能夠精確測(cè)量其大小。這種試驗(yàn)的偏差會(huì)給出關(guān)于界面勢(shì)的信息，特別是粒狀材料內(nèi)聚的信息。對(duì)于這種方法來(lái)說(shuō)，測(cè)量的粒度是不加表面活性劑條件下時(shí)間的函數(shù)。分散液，即使是高度稀釋，也會(huì)隨數(shù)據(jù)的推移而絮凝。絮凝速率是粒狀材料內(nèi)聚的量度。因此，作為時(shí)間函數(shù)的粒度或粒度分布的量度是界面勢(shì)的量度，特別是內(nèi)聚力的量度。
用油吸附法測(cè)定界面勢(shì)。用于粒狀材料如炭黑結(jié)構(gòu)的普通類型的QA/QC試驗(yàn)是在攪拌的大量材料中慢慢加入液體。隨著液體體積與粒狀材料質(zhì)量比例的增加，混合需要的扭矩發(fā)生變化。一般來(lái)說(shuō)，在最大扭矩時(shí)加入的液體與材料質(zhì)量的比例報(bào)告為用于結(jié)構(gòu)的QA/QC試驗(yàn)，可以出現(xiàn)在產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明表上。另一種QA/QC試驗(yàn)是在預(yù)定比例的最大扭矩時(shí)報(bào)告相同的比例。優(yōu)選的液體是鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)，報(bào)告值通常稱為DBP數(shù)。也使用石蠟油。這些體積與質(zhì)量的比例是粒狀材料的形態(tài)學(xué)的強(qiáng)函數(shù)。
但是，被液體潤(rùn)濕的粒狀材料的流動(dòng)性也取決于穿過(guò)顆粒-顆粒相互作用和顆粒-液體相互作用的相對(duì)強(qiáng)度的界面勢(shì)。當(dāng)在相同的粒狀材料上用第二種液體重復(fù)吸附試驗(yàn)時(shí)，扭矩與加入液體的體積之間的關(guān)系發(fā)生變化。例如，對(duì)于不同液體中相同的粒狀材料來(lái)說(shuō)，最大扭矩可能不同，或者換句話說(shuō)，達(dá)到最大扭矩時(shí)加入的液體體積不同。這些差別反映了粒狀材料的界面勢(shì)。因此，用不同液體進(jìn)行的油吸附試驗(yàn)相結(jié)合可用于規(guī)定粒狀材料的界面勢(shì)。吸附方法優(yōu)選使用不是DBP或石蠟油的液體。可以使用的液體的例子包括碳酸亞丙酯、水、乙二醇或其混合物。
用芯吸速率測(cè)定界面勢(shì)。當(dāng)粒狀材料填充在柱中且填充床底部與液體接觸時(shí)，液體會(huì)通過(guò)填充床吸到上面。芯吸速率取決于粒狀材料的填充情況(這取決于形態(tài)學(xué))和粒狀材料與液體之間的相互作用強(qiáng)度(這取決于界面勢(shì))。將相同粒狀材料的等量填充柱內(nèi)的兩種或多種液體的芯吸速率的比較關(guān)系可以用作粒狀材料的界面勢(shì)的量度，這些液體可以包括壬烷、十六烷、異烷烴、乙二醇、甲酰胺、溴代萘、乙腈、苯甲醛、碳酸亞丙酯、苯胺、環(huán)己醇、硝基茴香醚、二氯苯、水或其混合物。液體的選擇取決于多種因素，包括毒性、蒸汽壓、粘度和極性。一般優(yōu)選使用低毒性、低蒸汽壓(如低于0.6kPa)和/或低粘度(如低于約5cp)的液體。一定范圍內(nèi)的極性也是優(yōu)選的。
用流變學(xué)試驗(yàn)測(cè)定界面勢(shì)。粒狀材料在液體中的絮凝程度取決于顆粒-顆粒相互作用和顆粒-液體相互作用之間的平衡性。換句話說(shuō)，絮凝程度取決于粒狀材料的界面勢(shì)。這種平衡性的一個(gè)量度是剪切稀化度-粘度隨剪切率的增加而下降。絮凝程度的另一個(gè)量度是Bingham屈服點(diǎn)。絮凝程度的再一個(gè)量度是低應(yīng)力下的彈性模量。這些方法中的每一種都可以用來(lái)測(cè)定粒狀材料的界面勢(shì)。例如，使用烴流體如石蠟油、十六烷、壬烷或其混合物的屈服點(diǎn)法可用于測(cè)定界面勢(shì)。
用沉降體積測(cè)定界面勢(shì)。當(dāng)分散液絮凝時(shí)，顆粒由于粒度增加而沉降。如果顆粒-顆粒能量比顆粒-液體能量大，則絮凝物大，沉降高度高。因此，粒狀材料的絮凝分散液的沉降高度的量度可以用作界面勢(shì)的量度。
用相隔離法測(cè)定界面勢(shì)。當(dāng)將粒狀材料與兩種或多種不互溶的液體一起加入一個(gè)容器中時(shí)，材料優(yōu)先聚積在其中的一個(gè)相中或相界處。這種優(yōu)先隔離的起因是由于粒狀材料的界面勢(shì)，從而可以用作粒狀材料的說(shuō)明書。
用反相氣相色譜法測(cè)定界面勢(shì)。反相氣相色譜法(IGC)用于測(cè)量氣體探針流經(jīng)粒狀材料填充床的停留時(shí)間。界面勢(shì)越強(qiáng)，停留時(shí)間越長(zhǎng)。停留時(shí)間還取決于粒狀材料的形態(tài)學(xué)和填充情況。因此，在一般程序中，將有機(jī)蒸汽的停留時(shí)間與烴的停留時(shí)間比較。這種分析為粒狀材料的界面勢(shì)提供量度，從而可以用作規(guī)定粒狀材料的方法?？梢杂肐GC測(cè)量界面勢(shì)的有機(jī)蒸汽包括丁烷、戊烷、己烷、庚烷、四氫呋喃、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、氯仿、乙腈或其混合物。
用擴(kuò)張壓力測(cè)定界面勢(shì)。氣體在粒狀材料上的擴(kuò)張壓力是界面勢(shì)的量度。用氣體吸附等溫線可以計(jì)算擴(kuò)張壓力(作為氣體分壓函數(shù)的摩爾數(shù))。當(dāng)將分壓以對(duì)數(shù)作圖時(shí)，擴(kuò)張壓力是吸附曲線的積分。如果數(shù)據(jù)報(bào)告為單位質(zhì)量的吸附摩爾數(shù)，擴(kuò)張壓力是單位質(zhì)量的能量?？梢詫⒂?jì)算出的擴(kuò)張壓力除以比表面積，得到以單位面積的能量為單位的界面勢(shì)?？梢允褂枚喾N氣體，例如包括四氫呋喃、水、乙醇、甲苯、甲乙酮、環(huán)己酮等。計(jì)算粒狀材料對(duì)每一種氣體的擴(kuò)張壓力，可以提供界面勢(shì)的量度。
可以使用測(cè)定粒狀材料界面勢(shì)的其他方法，這些方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的。其例子包括a)擠壓粒狀材料，得到平整表面，在該平整表面上測(cè)量探針液體的接觸角；b)測(cè)量氣體壓力，用液體填充或部分填充后從粒狀材料的填充床的孔隙中除去探針液體；c)測(cè)量浸沒(méi)漂浮在探針液體上的粒狀材料顆粒所必需的離心力；d)測(cè)量足以將漂浮在探針液體上的粒狀材料顆粒壓入朗格謬爾(Langmuir)槽中的二維壓力；e)測(cè)量染料探針的相對(duì)吸附量；f)測(cè)量粒狀材料浸沒(méi)在探針液體中時(shí)的熱量；g)測(cè)量粒狀材料吸附試樣被吸附物時(shí)放出的熱。這可以用溶解在載液中的被吸附物在流動(dòng)量熱計(jì)中進(jìn)行，也可以在被吸附物是純液體或溶液的間歇量熱計(jì)中進(jìn)行；h)如Morrison，I.D.；Ross，S.Colloidal DispersionsSuspensions，Emulssions，and Foams；Hohn Wiley & SonsNew York；2002，pp505-515所述，測(cè)量同源系列的試驗(yàn)液體中的沉降體積，此處引入上述文獻(xiàn)作為參考；i)測(cè)定剛好夠浸沒(méi)粒狀材料漂浮顆粒的溶劑混合物的組成；j)用愛(ài)因斯坦(Einstein)方程式測(cè)量硬球體流動(dòng)粘度的偏差或者在更高濃度下測(cè)量硬球體分散性能的其他偏差。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及開(kāi)發(fā)用在組合物或基質(zhì)復(fù)合物中時(shí)能夠提供優(yōu)異性能的粒狀材料的改善方法。發(fā)明人意識(shí)到當(dāng)粒狀材料與其自身及與基質(zhì)相互作用時(shí)，其界面勢(shì)在決定性能方面很重要。粒狀材料的其他性能如其形態(tài)學(xué)可能也很重要，本發(fā)明與通過(guò)控制這些其他性能及界面勢(shì)改善性能的方法是相容的。該方法具有兩個(gè)主要的獨(dú)特步驟。首先是要理解界面勢(shì)如何影響性能。這種理解表現(xiàn)為繪圖形式。第二個(gè)步驟是從現(xiàn)有的粒狀材料目錄中選擇具有能夠改善性能的界面勢(shì)值的一種或多種粒狀材料，或者選擇能夠生產(chǎn)具有所需界面勢(shì)值的顆粒的生產(chǎn)工藝條件。選擇正確的生產(chǎn)條件取決于第二種繪圖方式，即，顯示生產(chǎn)工藝參數(shù)與得到的界面勢(shì)之間關(guān)系的圖示。
在本發(fā)明該方面的一個(gè)實(shí)施方案中，可以將包括粒狀材料如炭黑等的組合物的性能繪圖，以示出性能如電阻或?qū)щ娐?、沖擊強(qiáng)度、耐UV性、模量、化合水的吸收性、流變學(xué)、導(dǎo)電性、分散性、強(qiáng)化性、粉末流動(dòng)性、摩擦起電性等是如何依賴于粒狀材料的界面勢(shì)的。因此，在該實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種性能圖，其包括A)包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。相互作用參數(shù)如上所述。這種性能圖可以由用戶、粒狀材料生產(chǎn)商和/或第三方完成。這種性能圖的形式例如可以是圖、原始數(shù)據(jù)、圖表、公式、算法等。該性能圖優(yōu)選提供a)各種界面勢(shì)性能值(也稱為粒狀材料的界面勢(shì)值和/或粒狀材料的界面勢(shì)值與基質(zhì)的界面勢(shì)值的組合)和b)含有粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能之間的傾向性和/或功能性關(guān)系?？梢匀芜x地使用或確定基質(zhì)的界面勢(shì)值或基質(zhì)的其他性能，以更好地理解此處所述的傾向性和/或功能性關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，至少使用兩種具有不同界面勢(shì)值的粒狀材料繪圖。更優(yōu)選地是，可以使用至少三種、至少四種、至少五種、或至少十種不同的粒狀材料等繪制性能圖。這些粒狀材料中的每一種都優(yōu)選具有不同的界面勢(shì)值。界面勢(shì)可以量度為一個(gè)值、或兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)值。即，界面勢(shì)可以是一個(gè)值，也可以是表示界面勢(shì)不同分量的兩個(gè)或多個(gè)值。兩個(gè)分量的例子是極性和非極性分量，三個(gè)分量的例子是非極性、酸和堿分量。
需要繪制性能圖的粒狀材料的數(shù)目可以等于或大于賦予界面勢(shì)分量的數(shù)目。粒狀材料可以具有相同或不同的形態(tài)學(xué)值和/或化學(xué)值。如果組合物的性能取決于粒狀材料的形態(tài)學(xué)或其他性能及界面勢(shì)，則粒狀材料的數(shù)目可以增加，以保證性能圖不被混淆。通過(guò)選擇具有寬范圍界面勢(shì)的粒狀材料，可以得到含有粒狀材料的組合物的很寬的性能圖。然后可以用這種性能圖確定更好的或改善的或更合適的粒狀材料或最好的或最合適的用在基質(zhì)中的粒狀材料，以得到所需性能。
這種性能圖可以是二維圖示，也可以是多維圖示。這種性能圖優(yōu)選在考慮粒狀材料的各種界面勢(shì)值和基質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)性能條件下提供傾向性和/或功能性關(guān)系。術(shù)語(yǔ)“基質(zhì)性能”可以包括其界面勢(shì)值和/或其他物理性能如分子量、摩爾體積、偶極矩、相對(duì)電容率、粘度、密度、表面張力、熔點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)化溫度、顏色、UV吸收性等?；|(zhì)的性能可以來(lái)自于出版物，如Hildebrand參數(shù)、氫鍵性能、靜電系數(shù)、分餾極性、Hansen溶解度參數(shù)、Snyder極性指數(shù)、溶劑化顯色參數(shù)等?；|(zhì)的性能可以來(lái)自于與至少一種粒狀材料結(jié)合的基質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)性能?；|(zhì)的性能可以來(lái)自于與每一組粒狀材料結(jié)合的基質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)性能。如果組合物的性能與粒狀材料和基質(zhì)的界面勢(shì)性能之間的數(shù)學(xué)關(guān)系是已知的，并且一種或多種粒狀材料的值是已知的，則可以解釋性能的量度，以計(jì)算基質(zhì)的界面勢(shì)。例如，基質(zhì)的性能可以來(lái)自于與每一組兩種或多種粒狀材料結(jié)合的基質(zhì)的粘度。一組基質(zhì)的性能可以來(lái)自于與每一組粒狀材料結(jié)合的基質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)性能。或者是，如果這種數(shù)學(xué)關(guān)系是已知的，則基質(zhì)和粒狀材料的自我一致的一組界面勢(shì)值可以來(lái)自于與每一種粒狀結(jié)合的每一種基質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)性能。對(duì)粒狀材料和基質(zhì)的自我一致的一組界面勢(shì)值的推導(dǎo)需要檢查多個(gè)組合。
這種性能圖可以在還考慮粒狀材料的一個(gè)或多個(gè)形態(tài)學(xué)值的條件下提供傾向性和/或功能性關(guān)系。例如，可以在a)粒狀材料的各種界面性能及其DBP值(還可以任選地考慮含有粒狀材料的基質(zhì)的性能)和b)含有粒狀材料的組合物的導(dǎo)電率之間繪圖。形態(tài)學(xué)性能可以是表面積或表面積與DBP值的組合。
在繪制性能圖時(shí)，粒狀材料在基質(zhì)中的濃度可以是固定的，也可以是很寬范圍的濃度。例如，性能如粘度或顏色的圖可以解釋加入到基質(zhì)中的粒狀材料的質(zhì)量分率的變化。該圖可以解釋在基質(zhì)中制備粒狀材料時(shí)的變化。例如，繪制的一個(gè)圖可以是在高剪切速率下將粒狀材料在基質(zhì)中混合很長(zhǎng)時(shí)間，而另一個(gè)圖可以是用最小的攪拌量將粒狀材料混合在基質(zhì)中。對(duì)不同的條件可以提供不同的圖，例如溫度的變化或環(huán)境條件的變化。
一般來(lái)說(shuō)，粒狀材料的各種界面勢(shì)值的性能圖對(duì)于每一種基質(zhì)來(lái)說(shuō)是不同的。用戶非常感興趣的是用不同基質(zhì)改善性能。各種粒狀材料的各種基質(zhì)中的性能圖提供了用以通過(guò)選擇粒狀材料和基質(zhì)改善一個(gè)或多個(gè)性能的方法。
因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及通過(guò)繪制上述性能圖開(kāi)發(fā)新的和/或改善的含有至少一種粒狀材料的產(chǎn)品的方法。這種性能圖還可以使人們由于知道所需的界面勢(shì)值而辨認(rèn)優(yōu)選的粒狀材料。這種性能圖還可以使人們?cè)诮缑鎰?shì)值和形態(tài)學(xué)值和/或其他值之間進(jìn)行平衡。使用兩個(gè)或多個(gè)性能圖可以同時(shí)改善一個(gè)以上的性能。這種性能圖還可以使人們辨認(rèn)能夠在所需性能之間進(jìn)行所需平衡的粒狀材料。例如，界面勢(shì)值和顏色和沖擊強(qiáng)度圖可以使人們選擇能夠提供兩種性能都令人滿意或改善的粒狀材料。
提供繪制性能圖，可以確定沒(méi)有粒狀材料是最佳的或具有充分的所需性能。例如，在繪制性能圖后，可能有兩種粒狀材料，其性能在更需要性能的一側(cè)。在這種條件下，如果在生產(chǎn)商的庫(kù)房或目錄中沒(méi)有符合具有所需界面勢(shì)值的特定需要的粒狀材料與所需性能相匹配的粒狀材料，則生產(chǎn)商或第三方可以生產(chǎn)具有所需界面勢(shì)值的粒狀材料。也可以對(duì)各種粒狀材料的性能與界面勢(shì)值作圖，以此確定或決定“甜點(diǎn)”，一旦確定了“甜點(diǎn)”，則生產(chǎn)商可以檢查粒狀材料的庫(kù)房或目錄，看是否有粒狀材料符合給所需的“甜點(diǎn)”，生產(chǎn)商也可以生產(chǎn)以前沒(méi)有的粒狀材料。一種替代方案是，隨著一個(gè)或多個(gè)界面勢(shì)值的增加或減小，可以改善組合物的所需性能。在這種情況下，性能更好的組合物含有的粒狀材料與生產(chǎn)商可以得到的粒狀材料相比具有更高或更低的界面勢(shì)值，生產(chǎn)商可以生產(chǎn)具有更高或更低值的粒狀材料。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，從對(duì)于至少一個(gè)性能來(lái)說(shuō)性能更好的觀點(diǎn)看，最佳值或最理想的值或改善的值包括比用戶以前在一致性基礎(chǔ)上得到的值更好的值。
可以用規(guī)定的基質(zhì)如用戶的確切制劑或用戶確切制劑的代用品如與化學(xué)相關(guān)的制劑作性能圖。粒狀材料的生產(chǎn)商或用戶或第三方可以實(shí)現(xiàn)各種粒狀材料在用戶的確切制劑中的性能。例如，粒狀材料的生產(chǎn)商可以給出界面勢(shì)值變化的一組粒狀材料，用戶可以評(píng)價(jià)這些粒狀材料的用戶自己的基質(zhì)和構(gòu)建的圖中的性能。生產(chǎn)商可以使用不同的基質(zhì)去發(fā)現(xiàn)其性能圖與用戶的性能圖類似的一種基質(zhì)?？梢杂眠@種性能圖選擇其他待測(cè)試的粒狀材料。
可以對(duì)多種基質(zhì)如各種化學(xué)類別的聚合物繪制性能圖。通過(guò)在特定用戶制劑中繪制粒狀材料的性能圖，通過(guò)確定優(yōu)選的界面勢(shì)值，性能圖可以為用戶的確切制劑提供特殊建議的粒狀材料。但是，在優(yōu)選更寬知識(shí)面或用戶不愿向粒狀材料生產(chǎn)商提供確切制劑配方的情況下，生產(chǎn)商或其他人可以開(kāi)發(fā)和提供用于寬范圍基質(zhì)或制劑如聚乙烯、聚苯乙烯和熱塑性聚合物等的性能圖。當(dāng)用戶在開(kāi)發(fā)一種新產(chǎn)品并且希望優(yōu)化粒狀材料作為新配方的一部分時(shí)，這種更通用的性能圖是理想的。這種通用的性能圖特別適用于標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)，如通用在各種領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)聚合物。例如，各種粒狀材料在聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯、烴油、印刷油墨、硅油、硅聚合物中的性能如導(dǎo)電性、分散性或顏色在建構(gòu)后可以作為選擇粒狀材料的標(biāo)準(zhǔn)。這種通用的性能圖為生產(chǎn)商和用戶開(kāi)發(fā)新制劑和優(yōu)化現(xiàn)有制劑提供了優(yōu)異的關(guān)系和知識(shí)基礎(chǔ)。同樣如上所述，性能圖可以單獨(dú)為粒狀材料繪制，也可以在上述基質(zhì)中繪制。
當(dāng)制備具有所需界面勢(shì)值的粒狀材料時(shí)，人們可以利用具有已知界面勢(shì)值的已知粒狀材料，研究如何制備已知的特定粒狀材料，用這些設(shè)置作為起點(diǎn)，人們可以模擬一個(gè)或多個(gè)不同的參數(shù)去調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)具有所需界面勢(shì)值的所需粒狀材料。工藝變量可以包括溫度、壓力、化學(xué)組成、化學(xué)計(jì)量、反應(yīng)器驟冷長(zhǎng)度、驟冷空氣量、原料組成、一次燃料類型、下游添加劑的類型和/或用量、或者后處理的類型、濃度和/或量。例如，人們可以調(diào)節(jié)下面的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)空氣與燃料的比；二次空氣的百分量；下游空氣的百分量；驟冷程度和/或驟冷長(zhǎng)度；分段加入燃料或原料；氧氣的百分量；干燥機(jī)溫度；氧氣在干燥機(jī)中的百分量；原料和使用的二次氣體；原料和霧化方法的使用等。其他例子包括預(yù)熱至一次燃燒器的空氣，一次燃燒器中的空氣/氣體比，全部空氣與全部原料的比，鉀的耗量，原料質(zhì)量(包括含天然氣的原料)，一次燃燒器中氣或油的類型，驟冷的霧化，驟冷水的質(zhì)量，造粒的類型(如濕法造粒還是干法造粒)，添加劑的類型和用量(例如，加入到氣流中的添加劑，在驟冷前作為氣體加入的添加劑和加入造粒機(jī)的添加劑)，加入干燥機(jī)中的氣體類型和加入量，溫度和壓力(特別是干燥機(jī)中的溫度和壓力)。因此，可以調(diào)節(jié)影響形成顆粒條件的工藝變量和后處理?xiàng)l件。后處理的例子包括粒狀材料的化學(xué)改性(例如，表面反應(yīng)和化學(xué)附著)和使用附著劑(如表面活性劑和分散劑)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在前面制備具有不同界面勢(shì)值的各種粒狀材料時(shí)所述的工藝變量可以與得到的界面勢(shì)值作圖。因此，這種工藝變量圖使人們?cè)谥罏閷?shí)現(xiàn)所需粒狀材料所需的界面勢(shì)值而需要變化何種工藝變量條件下易于得到所需的界面勢(shì)值。另外，這種工藝變量圖使人們通過(guò)選擇條件或多個(gè)條件的組合來(lái)改善生產(chǎn)工藝，在得到所需界面勢(shì)值的同時(shí)改善生產(chǎn)能力、所需的設(shè)備投資或產(chǎn)率或成本或其組合。
下面通過(guò)實(shí)施例更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，這些實(shí)施例在本質(zhì)上只是示例性的。
實(shí)施例實(shí)施例1標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的炭黑可以從多家生產(chǎn)商處得到。用于這些標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的一種Q/C規(guī)格是DBP數(shù)。對(duì)于鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)來(lái)說(shuō)，最大扭矩時(shí)的體積是炭黑形態(tài)學(xué)的QA/QC量度。
用具有記錄扭矩?cái)?shù)據(jù)用設(shè)備的裝置在Brabender混煉機(jī)中在六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)上測(cè)量DBP值。下面的表2中報(bào)告了這些數(shù)據(jù)。炭黑由其DBP數(shù)排序。
測(cè)定另一種液體最大扭矩時(shí)的體積是炭黑界面勢(shì)的QA/QC試驗(yàn)的一個(gè)例子，可用于規(guī)定粒狀材料。對(duì)于該例子來(lái)說(shuō)，使用水、60/40的乙二醇/水混合物(60體積份乙二醇對(duì)40體積份水)、乙二醇和石蠟油。表2中也示出最大扭矩時(shí)的體積。這些結(jié)果顯示標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)序列對(duì)用哪種液體作為探針液體的依賴性是不同的。例如，看一下使用水時(shí)的數(shù)據(jù)，隨著DBP數(shù)的增加，界面勢(shì)性能值可以增加或減小。當(dāng)這些炭黑用在結(jié)構(gòu)和界面勢(shì)都是重要因素的領(lǐng)域中時(shí)，產(chǎn)品性能可能因此而出人意料地變化。因此，為了規(guī)定這些粒狀材料，應(yīng)當(dāng)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值，特別是在產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明表上。
表2

實(shí)施例2生產(chǎn)商通常在不同的生產(chǎn)工廠中生產(chǎn)相同的產(chǎn)品。不管在哪里生產(chǎn)，產(chǎn)品必須符合產(chǎn)品規(guī)格。
表3示出采自四個(gè)生產(chǎn)工廠生產(chǎn)的相同等級(jí)炭黑的數(shù)據(jù)。在該例子中，“最大DBP的％”是工廠E生產(chǎn)的表中最大的DBP值的％。用能夠記錄扭矩?cái)?shù)據(jù)的裝置在Brabender吸收計(jì)上測(cè)量作為最大扭矩時(shí)體積的DBP數(shù)。注意DBP數(shù)幾乎相同(在最大值的約96％范圍內(nèi))。DBP值是現(xiàn)今產(chǎn)品說(shuō)明書的一部分，用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)衡量，所有這些樣品都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是相同的(即，在規(guī)格范圍內(nèi))。
用三種其他液體也測(cè)量最大扭矩時(shí)的體積乙二醇(EG)、60/40的乙二醇/水混合物(60體積份乙二醇對(duì)40體積份水)和純水。這是界面勢(shì)性能試驗(yàn)的一個(gè)例子。
表3

如表3中的數(shù)據(jù)所示，用其他液體得到的體積對(duì)于不同的生產(chǎn)工廠來(lái)說(shuō)是不同的。這說(shuō)明這四種樣品的界面勢(shì)是不同的，因此產(chǎn)品也是不同的。所以，如果包括至少一個(gè)這些界面勢(shì)性能值，則能夠更好地規(guī)定產(chǎn)品。
實(shí)施例3實(shí)施例2的炭黑具有低DBP值。用更高DBP規(guī)格的等級(jí)炭黑進(jìn)行類似試驗(yàn)。樣品來(lái)自三個(gè)生產(chǎn)工廠。用具有記錄扭矩?cái)?shù)據(jù)用設(shè)備的裝置在Brabender吸收計(jì)中同樣用DBP測(cè)量最大扭矩時(shí)的體積，結(jié)果表示為最大值(工廠F)的％。用乙二醇(EG)、60/40的乙二醇/水混合物(60體積份乙二醇對(duì)40體積份水)和純水也測(cè)量最大扭矩時(shí)的體積，得到的結(jié)果也示于表4。
表4

數(shù)據(jù)顯示當(dāng)測(cè)量界面勢(shì)性能值時(shí)，不同工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品等級(jí)是不同的。因此，包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值對(duì)規(guī)定這些粒狀材料是有用的。
實(shí)施例4現(xiàn)代的炭黑生產(chǎn)工廠可以在各種工藝條件下運(yùn)行，還能夠生產(chǎn)出QA/QC值(分析性能)如碘值(I2數(shù))、DBP數(shù)(DBPA)、氮?dú)獗砻娣e(N2SA)、t-面積(STSA)和色調(diào)幾乎相同的產(chǎn)品。在下面的表5中，上面的幾行顯示用標(biāo)準(zhǔn)QA/QC值衡量，列舉的炭黑都相同。但是，當(dāng)用Bartell法(描述在Morrison，I.D.；Ross，S.Colloidal DispersionsSuspensions，Emulssions，and Foams；Hohn Wiley & SonsNew York；2002，pp210-212中，此處引入作為參考)通過(guò)各種液體沿填充粉末床向上的芯吸速率測(cè)量界面勢(shì)時(shí)，可以看到很大的差別。芯吸速率的單位是g2/s。
表5

因此，雖然用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格衡量這些粒狀材料都相同，但是它們的界面勢(shì)不同，包括賦予至少一個(gè)界面勢(shì)性能值的本發(fā)明的方法能夠區(qū)分它們。
實(shí)施例5前面的實(shí)施例從每一個(gè)試驗(yàn)中使用一個(gè)界面勢(shì)參數(shù)。但是也可以使用多種參數(shù)的組合。
根據(jù)ASTM試驗(yàn)D-2414-01中描述的程序使用吸收計(jì)(可從C.W.Brabender Instruments，Inc.，50E.Wesley St.，South Hackensack，NJ 07606商購(gòu))。用恒速滴定管將鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)加入到位于混合室中的炭黑樣品中。扭矩傳感器探測(cè)到粘度從自由流動(dòng)粉末升高到連續(xù)物質(zhì)的半塑性流動(dòng)。當(dāng)扭矩以確保達(dá)到最大扭矩的方式通過(guò)最大特征值時(shí)關(guān)閉吸收計(jì)和滴定管。將單位質(zhì)量炭黑的DBP體積記錄為DBP吸收數(shù)。用在進(jìn)行試驗(yàn)前預(yù)壓炭黑的類似試驗(yàn)得到CDBP值(ASTM D-3493)。
數(shù)據(jù)示于表6。表6中還示出碘值和氮?dú)饧癝TSA表面積值。在表6中，這些形態(tài)學(xué)值報(bào)告為最大值的％。注意基于所示的所有值，特別是用于標(biāo)準(zhǔn)液體DBP的值，這些材料可以認(rèn)為是相同的。
表6

然后用石蠟油、乙二醇、水、乙二醇和水的60/40混合物進(jìn)行類似的吸收測(cè)試程序。結(jié)果示于圖1。從圖1可以看出，在乙二醇中測(cè)試的參數(shù)值對(duì)于每一種樣品都不同。石蠟油也是如此。當(dāng)使用60/40的乙二醇/水混合物(60體積份乙二醇對(duì)40體積份水)或僅使用純水時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)形態(tài)學(xué)相同的炭黑樣品有明顯分離。另外，樣品序列(圖1中所示的表示高低值的炭黑樣品)隨使用的溶劑而變化。因此，圖1示出當(dāng)用不同的液體測(cè)試時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)學(xué)試驗(yàn)認(rèn)為相同的炭黑樣品卻相互不同。因此，可以用這些值規(guī)定炭黑。也可以組合使用這些值。包括形態(tài)學(xué)值可以提供更好的產(chǎn)品說(shuō)明書。
圖1和圖2示出用炭黑顆粒和基質(zhì)的界面勢(shì)值計(jì)算高密度聚乙烯和聚酰胺的內(nèi)聚功(Wc)和粘結(jié)功(Wa)的功效。利用導(dǎo)電率和炭黑負(fù)載量之間的預(yù)定關(guān)系，可以用組合的界面性能預(yù)測(cè)要使復(fù)合物達(dá)到規(guī)定電阻率所需要的炭黑量。例如，為了用復(fù)合物中5％的碳得到103Ω/cm的導(dǎo)電率，Wc-Wa值必須接近200。為了保持設(shè)置的組合物電阻率，增加炭黑負(fù)載量必須減小Wc-Wa值。當(dāng)炭黑顆粒具有一個(gè)以上的功能時(shí)，這種座標(biāo)圖特別有用。例如，電纜涂料需要特定的電阻率和UV穩(wěn)定性。提高炭黑負(fù)載量能夠改善抗UV性能，也會(huì)以不希望的方式增加導(dǎo)電率。因此，可以用圖1和2中的信息選擇特定的炭黑顆粒以滿足UV和導(dǎo)電率的規(guī)格。
圖3和4還示出用界面勢(shì)值選擇用于給定領(lǐng)域的炭黑的功效。圖3和4分別示出高密度聚乙烯和聚酰胺的預(yù)定關(guān)系，利用這些關(guān)系可以基于其界面性能選擇炭黑，以達(dá)到所需的沖擊強(qiáng)度。例如，圖3中的關(guān)系示出為了在約5％的低碳負(fù)載下達(dá)到25kJ/m2的沖擊強(qiáng)度，炭黑顆粒必須具有高Wc-Wa值。同樣，圖4中示出在聚酰胺聚合物中存在類似的關(guān)系。這些類型的座標(biāo)圖示出如何模擬炭黑的界面性能，以在復(fù)合物系統(tǒng)中進(jìn)行不同負(fù)載，而不會(huì)過(guò)多地犧牲沖擊性能。
實(shí)施例6下面的例子示出用界面勢(shì)值確定粘結(jié)功(Wa)以選擇用于分散在復(fù)合物中的改善炭黑的功效。用深色炭黑測(cè)試其在苯乙烯-丙烯腈基聚合物系統(tǒng)中的顏色和分散性能(即光滑度)。像下面的“General Description of Steps toEstablish Interfacial Potential Relationships”中所述，測(cè)定炭黑的界面勢(shì)值。在高溫下(高于500℃)將樣品再熱處理預(yù)定時(shí)間。然后在苯乙烯-丙烯腈基聚合物中評(píng)價(jià)樣品和測(cè)定界面勢(shì)值。下表匯總了用L*、a*和b*表示的顏色質(zhì)量和相對(duì)于Wa的光滑指數(shù)。
表7用Wa選擇用于改善在聚合物領(lǐng)域中分散性能的炭黑顆粒的例子

該例子示出當(dāng)分散在苯乙烯-丙烯腈基聚合物系統(tǒng)中時(shí)，基于界面勢(shì)值提高基質(zhì)和炭黑之間的Wa可以改善顏色顯影和光滑度。這樣就可以使用選擇性能改善的最佳炭黑的方法。
實(shí)施例7建立界面勢(shì)關(guān)系的步驟的綜述該例子勾勒出確定炭黑界面勢(shì)值的一般方法和建構(gòu)一般的性能關(guān)系或性能圖的一般方法。下面所述的步驟是基于界面勢(shì)值建立性能關(guān)系的一般模式，不能限于任何一種特殊的技術(shù)。
1、對(duì)于每一種炭黑來(lái)說(shuō)，測(cè)量15個(gè)不同探針的芯吸速率(在圖1-4所述的例子中，總共5-7種炭黑)2、將每一種固/液相互作用的芯吸速率與已知的標(biāo)度(Hansen溶解度參數(shù))關(guān)聯(lián)，用已知的數(shù)學(xué)關(guān)系通過(guò)已知的液體標(biāo)度計(jì)算每一種炭黑的界面勢(shì)分量。(這和前面引用的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)中所述的方式類似)3、用已知的界面勢(shì)值標(biāo)度測(cè)定與炭黑接觸的基質(zhì)/介質(zhì)的界面性能4、用已知的基質(zhì)界面勢(shì)值和計(jì)算得到的炭黑界面勢(shì)值計(jì)算顆粒-介質(zhì)的相互作用。以此確定炭黑顆粒和應(yīng)用基質(zhì)之間的粘結(jié)功。
5、在礦物油中以恒定的體積比測(cè)量每一種炭黑的屈服點(diǎn)。
6、基于已知的炭黑物理性能(表面積、密度、聚集體大小)計(jì)算顆粒-顆粒相互作用，以此確定炭黑顆粒之間的內(nèi)聚功。
7、用已知性能如所提供的實(shí)施例中示出的導(dǎo)電率或沖擊強(qiáng)度確定Wc和Wa的函數(shù)形式，以此確定炭黑顆粒所需的最佳性能。
實(shí)施例8基于Hansen溶解度參數(shù)標(biāo)度測(cè)定界面性能值。測(cè)定用在塑料組合物中的炭黑的基于Hansen溶解度參數(shù)標(biāo)度的界面勢(shì)值。在用七種炭黑中的每一種填充的床上測(cè)量11種液體的芯吸速率(質(zhì)量2/時(shí)間)十六烷、壬烷、乙腈、苯胺、苯甲醛、環(huán)己醇、鄰二氯苯、乙二醇、甲酰胺、鄰硝基茴香醚和碳酸亞丙酯。對(duì)于所有的測(cè)試液體來(lái)說(shuō)，每一種炭黑都填充到同樣的密度。表8中給出了芯吸速率的數(shù)據(jù)和單元大小。
表8 芯吸速率(g2/s)和單元大小

用下述形式的Washburn公式計(jì)算每一個(gè)芯吸速率的液體和粉末之間的粘結(jié)功Wlpadhm2t=(Vc-mp/ρp)3mpΣLc2ρl2η(Wlpadh-σl)---[1]]]>
其中，m/t2是芯吸速率，Vc是填充床的體積，mp是填充床中顆粒的質(zhì)量，ρp是顆粒密度，∑是粉末的比表面積，Lc是柱的長(zhǎng)度，ρl是液體密度，η是液體粘度，σl是液體的表面張力。
在塑料工業(yè)中用Hansen溶解度參數(shù)預(yù)測(cè)塑料相互之間的相容性及其在各種溶劑中的溶解度。表9中給出各種芯吸液體的Hansen溶解度參數(shù)。
表9 液體的Hansen溶解度參數(shù)

粘結(jié)功是粉末與基質(zhì)相容性的量度。可以用Hansen溶解度參數(shù)通過(guò)下述公式計(jì)算固體和液體之間的粘結(jié)功Wlpadh=(Spd·Sld)1/2+(Spp·Slp)1/2+(SpH·SlH)1/2---[2]]]>其中，SPd，SPp和SPH是粉末相應(yīng)的Hansen參數(shù)。這些組的三個(gè)常數(shù)是粉末的界面勢(shì)值。對(duì)于每一種炭黑來(lái)說(shuō)，由測(cè)量的粘結(jié)功和已知的液體溶解度參數(shù)的最小平方擬合發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于Hansen溶解度標(biāo)度的一組界面勢(shì)值。結(jié)果示于表10。注意每一種粉末的界面勢(shì)值有三個(gè)分量。
表10 界面勢(shì)值-Hansen溶解度參數(shù)標(biāo)度


實(shí)施例9在Hildebrand標(biāo)度上確定界面勢(shì)值。還對(duì)同樣用在實(shí)施例7中的塑料制劑中的七種工業(yè)炭黑測(cè)量基于Hildebrand參數(shù)的界面勢(shì)值。表11中給出用在實(shí)施例8中的9種液體的Hildebrand參數(shù)。
表11 液體的Hildebrand參數(shù)

通常也在塑料工業(yè)中用Hildebrand參數(shù)預(yù)測(cè)塑料相互之間的相容性及其在各種溶劑中的溶解度?？梢杂肏ildebrand參數(shù)通過(guò)下述公式計(jì)算固體和液體之間的粘結(jié)功

其中，δp和δl分別是粉末和液體的Hildebrand參數(shù)。
對(duì)于每一種炭黑來(lái)說(shuō)，由測(cè)量的粘結(jié)功和已知的液體Hildebrand參數(shù)的最小平方擬合發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于Hildebrand參數(shù)標(biāo)度的界面勢(shì)值。結(jié)果示于表11。注意每一種粉末的界面勢(shì)值有一個(gè)分量。
表11 界面勢(shì)值-Hildebrand參數(shù)

實(shí)施例10基于Ab Initio標(biāo)度確定界面勢(shì)值粘結(jié)功也可以基于一組獨(dú)立的液體和粉末的參數(shù)。這里使用的公式類似于公式[2]，每一種液體和炭黑都有三個(gè)參數(shù)Wlpadh=2(Sp1·Sl1)1/2+2(Sp2·Sl2)1/2+2(Sp3·Sl3)1/2]]>其中，SP1，SP2和SP3是粉末的三個(gè)參數(shù)，Sl1，Sl2和Sl3是每一種液體的三個(gè)參數(shù)。通過(guò)使整組數(shù)據(jù)平方的最小化可以發(fā)現(xiàn)這些參數(shù)。這可以用表12中的炭黑和液體進(jìn)行。選擇液體參數(shù)，使參數(shù)的和等于液體的表面張力。
σl=Sl1+Sl2+Sl3]]>對(duì)于壬烷和十六烷來(lái)說(shuō)，第二和第三個(gè)分量都取為零。得到的炭黑的參數(shù)示于表12。表13中給出相應(yīng)的液體的值。
表12 界面勢(shì)值-Ab Initio標(biāo)度


表13 溶劑參數(shù)-Ab Initio標(biāo)度

實(shí)施例11下面是如何調(diào)節(jié)工藝變量生產(chǎn)界面勢(shì)性能值不同但形態(tài)學(xué)值類似的炭黑的一個(gè)例子。
用類似于美國(guó)專利5456750中所示的爐式反應(yīng)器制備三種炭黑(CB-6A，CB-6B和CB-6C)。下面的表14示出具體的反應(yīng)器條件℃表14


從表14可以看出，對(duì)于這些炭黑來(lái)說(shuō)，反應(yīng)器的輸入條件類似，而驟冷長(zhǎng)度從17ft增加到33.5ft。另外，為了保持類似的DBPA值，原料中的鉀濃度隨驟冷長(zhǎng)度的增加而降低。表15示出每一種炭黑的形態(tài)學(xué)值(表面積和結(jié)構(gòu))和界面勢(shì)性能值(兩種液體-乙二醇和溴代萘的芯吸速率，gm2/sec)。表15中還包括兩種測(cè)量的芯吸速率的比。
表15

從表15可以看出，對(duì)于這三種炭黑來(lái)說(shuō)，氮?dú)獗砻娣e和DBPA值都非常類似。因此，如果只使用這些量度，則可以認(rèn)為這三種炭黑是類似的。但是，如果使用界面勢(shì)的量度，則很清楚這些炭黑有非常大的不同。
表15中所示的驟冷長(zhǎng)度對(duì)芯吸速率比的影響示于圖5。該圖示出工藝變量和界面勢(shì)性能值之間的關(guān)系。
實(shí)施例12下面的例子示出對(duì)于包括橡膠和炭黑的橡膠組合物來(lái)說(shuō)用吸收法測(cè)定的界面勢(shì)性能值和焦化度之間的關(guān)系。
表16列出了在略微不同條件下制備的五種不同炭黑樣品的分析值。該表中還列出了用類似于實(shí)施例5中所述的方法在吸收計(jì)中形成的最大扭矩和在該扭矩時(shí)的碳酸亞丙酯的體積。該表還列出了這五種炭黑中的每一種的焦化值。用ASTM D-1646中所述的方法測(cè)定焦化值。
表16


這些結(jié)果顯示雖然這5種炭黑根據(jù)它們的形態(tài)學(xué)值看非常相似，但是根據(jù)界面勢(shì)的量度看它們是不同的。這些數(shù)據(jù)還示于圖6，該圖示出焦化值對(duì)最大扭矩和最大扭矩時(shí)的體積之間的關(guān)系。
考慮到此處公開(kāi)的本發(fā)明的說(shuō)明書和本發(fā)明的實(shí)踐，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)本發(fā)明的其他實(shí)施方案是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明的說(shuō)明書和實(shí)施例只能認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明真正的保護(hù)范圍和精神由下面的權(quán)利要求書及其等同物表示。
權(quán)利要求
1.一種為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料的步驟A)組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，選擇的候選粒狀材料具有使組合物達(dá)到目標(biāo)性能值的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中還包括確定A)和B)之間關(guān)系的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，粒狀材料是碳質(zhì)材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，粒狀材料是炭黑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，粒狀材料是金屬氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，粒狀材料是煅制二氧化硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，基質(zhì)包括至少一種聚合物、溶劑、著色劑、表面活性劑、其他粒狀材料或其組合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，基質(zhì)是聚合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，基質(zhì)是溶劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，粒狀材料和/或基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合是用吸收測(cè)量法測(cè)定的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，吸收測(cè)量法使用除DBP或石蠟油以外的液體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，吸收測(cè)量法使用碳酸亞丙酯、水、乙二醇或其混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，粒狀材料和/或基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合是用芯吸速率法測(cè)定的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，芯吸速率法使用壬烷、十六烷、異烷烴、乙二醇、甲酰胺、溴代萘、乙腈、苯甲醛、碳酸亞丙酯、苯胺、環(huán)己醇、硝基茴香醚、二氯苯、水或其混合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，粒狀材料和/或基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合是用屈服點(diǎn)法測(cè)定的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，屈服點(diǎn)法使用烴。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中，烴是石蠟油、十六烷、壬烷或其混合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，粒狀材料和/或基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合是用界面勢(shì)蒸汽吸附法測(cè)定的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中，界面勢(shì)蒸汽吸附法使用戊烷、壬烷、乙腈、二氯甲烷、水或其混合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，粒狀材料和/或基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合是用IGC法測(cè)定的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中，IGC法使用丁烷、戊烷、己烷、庚烷、四氫呋喃、丙酮、乙酸乙酯、醚、氯仿、乙腈或其混合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，性能是導(dǎo)電率、分散性、沖擊強(qiáng)度、顏色、強(qiáng)化性、粉末流動(dòng)性、摩擦起電性和流變學(xué)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，關(guān)系是粒狀材料的內(nèi)聚功與粒狀材料和基質(zhì)的粘結(jié)功之間的差。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，該方法還包括基于至少一個(gè)形態(tài)學(xué)值選擇候選粒狀材料的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，該方法還包括基于至少一個(gè)化學(xué)值選擇候選粒狀材料的步驟。
29.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，還包括確定基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中，確定基質(zhì)的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟包括確定包括基質(zhì)和具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的至少一種探針粒狀材料的組合物的性能。
31.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，基質(zhì)具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。
32.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，還包括確定具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的代用基質(zhì)的步驟。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，還包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料的步驟A)包括代用基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)下面i)和ii)的組合i)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和ii)代用基質(zhì)的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，還包括確定A)和B)之間關(guān)系的步驟。
35.一種為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料的步驟A)包括粒狀材料和代用基質(zhì)的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中，粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
38.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，還包括確定A)和B)之間關(guān)系的步驟。
39.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，還包括確定粒狀材料的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟。
40.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，還包括確定粒狀材料的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟。
41.一種為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物提供候選粒狀材料的方法，其中，該方法包括下述步驟A)為用戶提供至少一種探針粒狀材料，該材料具有預(yù)定的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合；B)基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選粒狀材料a)組合物的至少一個(gè)性能，和b)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或b)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)；和C)為用戶提供選擇候選粒狀材料。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
44.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中，選擇的候選粒狀材料具有使組合物達(dá)到目標(biāo)性能值的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。
45.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，還包括確定a)和b)之間關(guān)系的步驟。
46.一種包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物，其中，該組合物具有與下述因素的組合相關(guān)的至少一個(gè)性能A)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的組合物，其中，粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的組合物，其中，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的組合物，其中，性能是導(dǎo)電率、分散性、沖擊強(qiáng)度、顏色、強(qiáng)化性、粉末流動(dòng)性、摩擦起電性和流變學(xué)。
50.根據(jù)權(quán)利要求46的組合物，其中，性能與內(nèi)聚功和粘結(jié)功之間的差相關(guān)。
51.一種賦予性能的方法，包括將粒狀材料與基質(zhì)組合的步驟，其中，粒狀材料與基質(zhì)具有與性能相關(guān)的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中，性能是導(dǎo)電率、分散性、沖擊強(qiáng)度、顏色、強(qiáng)化性、粉末流動(dòng)性、摩擦起電性和流變學(xué)。
53.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中，性能與內(nèi)聚功和粘結(jié)功之間的差相關(guān)。
54.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，候選粒狀材料比第二候選粒狀材料價(jià)格更低，其中，候選粒狀材料和第二候選粒狀材料具有類似的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合，能夠使組合物具有類似的目標(biāo)性能值。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的方法，其中，候選粒狀材料比第二候選粒狀材料的價(jià)格低1％-50％。
56.一種為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇候選基質(zhì)的方法，其中，該方法包括基于下述因素之間的預(yù)定關(guān)系選擇候選基質(zhì)的步驟A)組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，其中，粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
59.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，其中，選擇的候選基質(zhì)具有使組合物達(dá)到目標(biāo)性能值的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合。
60.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，還包括確定A)和B)之間關(guān)系的步驟。
61.一種開(kāi)發(fā)新的或改善的粒狀材料的方法，其中，該方法包括得到下述因素之間至少一個(gè)傾向性和/或功能性關(guān)系的步驟A)兩種或多種組合物的至少一個(gè)性能，每一種所述組合物都包括基質(zhì)和粒狀材料，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
62.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，每一種所述組合物的粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的方法，其中，每一種所述組合物的粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
64.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，還包括利用所述的傾向性和/或功能性關(guān)系為所述新的或改善的粒狀材料識(shí)別至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合的步驟。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的方法，還包括使所述新的或改善的粒狀材料具有標(biāo)明的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的步驟。
66.根據(jù)權(quán)利要求64的方法，還包括從已有粒狀材料的目錄中選擇具有標(biāo)明的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的所述新的或改善的粒狀材料的步驟。
67.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，B)2)是基于一種以上的基質(zhì)。
68.根據(jù)權(quán)利要求63的方法，其中，粒狀材料的數(shù)目大于或等于粒狀材料的界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的值、界面勢(shì)性能值的分量、或其組合的數(shù)目。
69.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，所述的傾向性和/或功能性關(guān)系提供的形式是圖、公式、圖表、原始數(shù)據(jù)、算法或其組合。
70.根據(jù)權(quán)利要求64的方法，其中，基于與現(xiàn)有的其他粒狀材料相比至少一個(gè)改善的性能識(shí)別所述新的或改善的粒狀材料。
71.根據(jù)權(quán)利要求64的方法，其中，基于與現(xiàn)有的其他粒狀材料相比所述粒狀材料的價(jià)格識(shí)別所述新的或改善的粒狀材料。
72.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，在得到所述傾向性和/或功能性的關(guān)系中還包括利用粒狀材料的至少一個(gè)形態(tài)學(xué)值的步驟。
73.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，所述基質(zhì)是特定用戶的制劑或其代用品。
74.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，基質(zhì)包括至少一種聚合物、溶劑、著色劑、表面活性劑、其他粒狀材料或其組合物。
75.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，所述基質(zhì)是聚合物。
76.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，所述基質(zhì)是溶劑。
77.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，傾向性和/或功能性關(guān)系還包括基質(zhì)的至少一個(gè)性能。
78.一種開(kāi)發(fā)新的或改善的包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的方法，其中，該方法包括得到下述因素之間至少一個(gè)傾向性和/或功能性關(guān)系的步驟A)兩種或多種組合物的至少一個(gè)性能，每一種所述組合物都包括基質(zhì)和粒狀材料，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
79.根據(jù)權(quán)利要求78的方法，其中，每一種所述組合物的粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
80.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中，每一種所述組合物的粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
81.根據(jù)權(quán)利要求78的方法，還包括利用所述的傾向性和/或功能性關(guān)系為所述新的或改善的粒狀材料識(shí)別的步驟。
82.根據(jù)權(quán)利要求78的方法，其中，傾向性和/或功能性關(guān)系還包括基質(zhì)的至少一個(gè)性能。
83.一種性能圖，其包括A)包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
84.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
85.根據(jù)權(quán)利要求84的方法，其中，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
86.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，所述的性能圖顯示A)和B)之間的至少一個(gè)傾向性和/或功能性關(guān)系。
87.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，利用所述的性能圖為新的或改善的粒狀材料識(shí)別至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
88.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，所述基質(zhì)是特定用戶的制劑或其代用品。
89.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，基質(zhì)包括至少一種聚合物、溶劑、著色劑、表面活性劑、其他粒狀材料或其組合物。
90.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，所述基質(zhì)是聚合物。
91.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，所述基質(zhì)是溶劑。
92.一種繪制性能圖的方法，包括在下述因素之間進(jìn)行比較的步驟A)包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
93.根據(jù)權(quán)利要求92的繪制性能圖的方法，其中，粒狀材料的均相相互作用參數(shù)包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
94.根據(jù)權(quán)利要求93的繪制性能圖的方法，其中，粒狀材料與基質(zhì)的多相相互作用參數(shù)可以包括至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
95.一種工藝圖，其包括A)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和B)制備所述粒狀材料的方法的至少一個(gè)工藝變量。
96.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，所述的工藝圖顯示A)和B)之間的至少一個(gè)傾向性和/或功能性關(guān)系。
97.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，利用所述的工藝圖為新的或改善的粒狀材料識(shí)別至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。
98.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，所述的工藝變量是溫度、壓力、化學(xué)組成、停留時(shí)間、化學(xué)計(jì)量、反應(yīng)器驟冷長(zhǎng)度、驟冷空氣量、原料組成、一次燃料類型、下游添加劑的類型和/或用量、或者后處理的類型、濃度和/或量。
99.根據(jù)權(quán)利要求98的工藝圖，其中，所述后處理的類型是化學(xué)改性或添加附著劑。
100.根據(jù)權(quán)利要求99的工藝圖，其中，所述的附著劑是表面活性劑或分散劑。
101.一種繪制工藝圖的方法，包括在下述因素之間進(jìn)行比較的步驟A)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和B)制備所述粒狀材料的方法的至少一個(gè)工藝變量。
102.根據(jù)權(quán)利要求101的繪制工藝圖的方法，其中，所述的工藝變量是溫度、壓力、化學(xué)組成、停留時(shí)間、化學(xué)計(jì)量、反應(yīng)器驟冷長(zhǎng)度、驟冷空氣量、原料組成、一次燃料類型、下游添加劑的類型和/或用量、或者后處理的類型、濃度和/或量。
103.根據(jù)權(quán)利要求102的繪制工藝圖的方法，其中，所述后處理的類型是化學(xué)改性或添加附著劑。
104.根據(jù)權(quán)利要求103的繪制工藝圖的方法，其中，所述的附著劑是表面活性劑或分散劑。
105.根據(jù)權(quán)利要求101的繪制工藝圖的方法，還包括利用繪制工藝圖的方法的步驟，其包括在下述因素之間進(jìn)行比較的步驟A)包括基質(zhì)和粒狀材料的組合物的至少一個(gè)性能，和B)1)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或B)2)粒狀材料的至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)和粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)。
106.一種開(kāi)發(fā)新的或改善的粒狀材料的方法，該方法包括利用權(quán)利要求83的性能圖的步驟。
107.一種開(kāi)發(fā)新的或改善的粒狀材料的方法，該方法包括利用權(quán)利要求95的工藝圖的步驟。
108.根據(jù)權(quán)利要求106的方法，還包括利用工藝圖的步驟，該工藝圖包括A)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和B)制備所述粒狀材料的方法的至少一個(gè)工藝變量。
109.根據(jù)權(quán)利要求65的方法，其中，制備所述新的或改善的粒狀材料的步驟利用了工藝圖，該工藝圖包括A)粒狀材料的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合，和B)制備所述粒狀材料的方法的至少一個(gè)工藝變量。
110.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，粒狀材料是碳質(zhì)材料。
111.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，粒狀材料是炭黑。
112.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，粒狀材料是金屬氧化物。
113.根據(jù)權(quán)利要求61的方法，其中，粒狀材料是煅制二氧化硅。
114.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，粒狀材料是碳質(zhì)材料。
115.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，粒狀材料是炭黑。
116.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，粒狀材料是金屬氧化物。
117.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，粒狀材料是煅制二氧化硅。
118.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，粒狀材料是碳質(zhì)材料。
119.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，粒狀材料是炭黑。
120.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，粒狀材料是金屬氧化物。
121.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，粒狀材料是煅制二氧化硅。
122.根據(jù)權(quán)利要求106的方法，其中，粒狀材料是碳質(zhì)材料。
123.根據(jù)權(quán)利要求106的方法，其中，粒狀材料是炭黑。
124.根據(jù)權(quán)利要求106的方法，其中，粒狀材料是金屬氧化物。
125.根據(jù)權(quán)利要求106的方法，其中，粒狀材料是煅制二氧化硅。
126.根據(jù)權(quán)利要求107的方法，其中，粒狀材料是碳質(zhì)材料。
127.根據(jù)權(quán)利要求107的方法，其中，粒狀材料是炭黑。
128.根據(jù)權(quán)利要求107的方法，其中，粒狀材料是金屬氧化物。
129.根據(jù)權(quán)利要求107的方法，其中，粒狀材料是煅制二氧化硅。
130.根據(jù)權(quán)利要求68的方法，其中，粒狀材料的數(shù)目至少是3。
131.根據(jù)權(quán)利要求68的方法，其中，粒狀材料的數(shù)目至少是5。
132.根據(jù)權(quán)利要求68的方法，其中，粒狀材料的數(shù)目至少是10。
133.根據(jù)權(quán)利要求83的性能圖，其中，性能圖是多維的。
134.根據(jù)權(quán)利要求95的工藝圖，其中，工藝圖是多維的。
全文摘要
本發(fā)明涉及為包括粒狀材料和基質(zhì)的組合物選擇或開(kāi)發(fā)料狀材料的方法，該方法包括單獨(dú)使用至少一個(gè)均相相互作用參數(shù)，或與至少一個(gè)多相相互作用參數(shù)組合使用。這些參數(shù)可包括粒狀材料與基質(zhì)的至少一個(gè)界面勢(shì)性能值、由界面勢(shì)性能值衍生的至少一個(gè)值、界面勢(shì)性能值的至少一個(gè)分量、或其組合。還公開(kāi)了方法和性能圖、以及作圖的方法。
文檔編號(hào)G01N15/02GK1798966SQ200480015118
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月1日
發(fā)明者史蒂文·E·布朗, 史蒂文·R·雷茲尼克, 伊恩·D·莫里森 申請(qǐng)人:卡伯特公司