本發(fā)明涉及一種利用測量彈性體交聯(lián)密度的方法。
背景技術(shù)：
：高分子彈性體材料是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，橡膠是彈性體中最具代表性的一類，除此以外還有眾多彈性變形迥異的高分子，如聚氨酯彈性體、SBS彈性體等。交聯(lián)密度就是交聯(lián)聚合物中交聯(lián)鍵的多少，是一個非常重要的評價彈性體性能好壞的物理量，交聯(lián)密度大，力學強度和回彈性都更好。因此，彈性體交聯(lián)密度的測量是目前工業(yè)中非常關(guān)注的問題。目前常用的測量彈性體交聯(lián)密度的方法有平衡溶脹法、力學測試法和核磁共振法。平衡溶脹法和力學測試法存在測試周期長，影響因素多，對材料造成損傷的缺點。核磁共振法主要采用CPMG序列測量彈性體的核磁共振衰減曲線，然后采用XLD模型計算交聯(lián)密度。CPMG序列中，回波時間不同時，測得的交聯(lián)密度存在明顯的差異，并且該序列測得的交聯(lián)密度與力學性能的相關(guān)性較差。技術(shù)實現(xiàn)要素：基于上述問題，本發(fā)明目的是提供一種利用測量彈性體交聯(lián)密度的方法，可提高彈性體交聯(lián)密度檢測的精度和準確性。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種利用測量彈性體交聯(lián)密度的方法，包括以下步驟：(a)利用核磁共振交聯(lián)密度儀，檢測彈性體樣品的核磁共振衰減曲線，采用CPMG序列采集數(shù)據(jù)，控制核磁交聯(lián)密度儀的參數(shù)為：回波時間由小到大排列，并且回波時間的排列服從對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、高斯分布、對數(shù)高斯分布或斐波那契數(shù)列分布中的一種；(b)根據(jù)核磁共振衰減曲線確定彈性體樣品的橫向弛豫時間T，根據(jù)式(1)得到彈性體樣品的剛性晶體偶極矩u：M(t)＝A＊exp(-t/T-0.5ut^2)+B＊exp(-t/T)(1)式(1)中：M(t)為核磁共振衰減信號強度；A為核磁共振衰減曲線中內(nèi)部交聯(lián)鏈部分信號占總信號的比例；B為核磁共振衰減曲線中懸鏈尾部分信號占總信號的比例；T為彈性體樣品的橫向弛豫時間；u為剛性晶體偶極矩；(c)根據(jù)式(2)獲得彈性體的交聯(lián)密度Vc：Vc＝10ρN(u)1/2/3c∞Mru(2)式(2)中：ρ為彈性體樣品的密度；N為單體單元內(nèi)主鏈鍵數(shù)；Mru為單體單元內(nèi)的摩爾數(shù)c∞為為庫恩鏈段內(nèi)主鏈鍵數(shù)。在其中的一些實施方式中，所述步驟(1)中回波時間為0.03～0.5ms，回波個數(shù)為0～18000。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可提高核磁共振檢測彈性體交聯(lián)密度的準確度和精度。附圖說明圖1a為實施例1中回波時間的排布示意圖；圖1b為實施例1中采集到的核磁共振衰減曲線；圖2a、2b為實施例1測得的交聯(lián)密度和力學性能的相關(guān)圖；圖3a為對比例1中回波時間的排布示意圖；圖3b為對比例1中采集到的核磁共振衰減曲線；圖4a、4b為對比例1測得的交聯(lián)密度和力學性能的相關(guān)圖；圖5為實施例和對比例測得的交聯(lián)密度與力學性能相關(guān)性統(tǒng)計柱狀圖。具體實施方式以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例1測量泰國標準膠的交聯(lián)密度(1)硫化膠的制備選用橡膠為泰國標準膠，先將生膠在XK-250型開煉機(上海橡膠機械一廠)上塑料，待膠料表面光滑后，依次加入硬脂酸、氧化鋅、其他配合劑、炭黑，最后加入不同組分的硫磺，打三角包，停放4h后，用XLB-D型平板硫化機(湖州順力橡膠機械公司)進行硫化，硫化條件：在150℃條件下流化60min，在硫化時間為5min、7min、8min和10min時分別取出硫化程度不同的橡膠。將制備的流化橡膠剪成0.1＊0.1＊1cm的條狀，用聚四氟乙烯將三根橡膠條包裹好進行核磁實驗(2)采用核磁共振交聯(lián)密度儀檢測交聯(lián)密度采用NMRC12-010V-T型交聯(lián)密度測試儀(上海紐邁電子科技有限公司)測定硫化膠的核磁參數(shù)，共振頻率為22MHz，磁體強度為0.52T，磁體溫度為32.00℃。控制核磁共振交聯(lián)密度儀的參數(shù)：回波時間由小到大排列，且回波時間排列服從斐波那契數(shù)列分布，斐波那契數(shù)列分布，其定義為：F(0)＝a，F(xiàn)(1)＝b，F(xiàn)(n)＝F(n-1)+F(n-2)(n≥2)實施中可通過改變a和b，來選擇回波時間的排列，本例中a＝0.03，b＝0.03，具體回波時間的排列參見表一。圖1a為實施例1中回波時間排布示意圖；圖1b為實施例1中采集到的核磁共振衰減曲線。力學性能測試，采用拉力試驗機(H10KL型拉力機)，對紡錘形試樣進行單軸應力-應變拉伸測試，為了減小動力學因素對應力的影響，選擇一個相對低的拉伸速率10mm/min，分別進行了拉伸強度測試、定伸測試(10％、50％、100％和300％)和硬度測試。將測量的交聯(lián)密度值與力學性能值進行分析，圖2a、2b為實施例1測得的交聯(lián)密度和力學性能的相關(guān)圖，從圖中可見測得交聯(lián)密度與力學性能相關(guān)較好，相關(guān)系數(shù)為0.9左右。實施例2其它與實施例1相同，不同之處在于控制核磁共振交聯(lián)密度儀的參數(shù)：回波時間由小到大排列，且回波時間排列服從對數(shù)函數(shù)，對數(shù)函數(shù)的表達式為f(x)＝a|logbx，實施中通過改變a、b值來選擇回波時間的排列，本例中a＝14.66，b＝5，x的取值為1.01～1.39，每次增加0.01，具體回波時間的排列參見表一，測得交聯(lián)密度與力學性能相關(guān)較好。實施例3其它與實施例1相同，不同之處在于控制核磁共振交聯(lián)密度儀的參數(shù)：回波時間由小到大排列，且回波時間排列服從指數(shù)函數(shù)，指數(shù)函數(shù)的表達式為f(x)＝a*bx，實施中通過改變a值來選擇回波時間的排列，本例中a＝0.05，b＝4，具體回波時間的排列參見表一，測得交聯(lián)密度與力學性能相關(guān)較好。實施例4其它與實施例1相同，不同之處在于控制核磁共振交聯(lián)密度儀的參數(shù)：回波時間由小到大排列，且回波時間排列服從高斯分布，高斯分布的表達式為實施中通過改變σ、μ值來選擇回波時間的排列，本例中a＝3.016，σ＝1，μ＝0，具體回波時間的排列參見表一，測得交聯(lián)密度與力學性能相關(guān)較好。實施例5其它與實施例1相同，不同之處在于控制核磁共振交聯(lián)密度儀的參數(shù)：回波時間由小到大排列，且回波時間排列服從對數(shù)高斯分布，對數(shù)高斯分布的表達式為實施中通過改變σ、μ值來選擇回波時間的排列，本例中a＝2.65，σ＝0.5，μ＝0，具體回波時間的排列參見表一，測得交聯(lián)密度與力學性能相關(guān)較好。對比例1其它與實施例1相同，不同之處在于控制核磁共振交聯(lián)密度儀的參數(shù)：回波時間為0.1ms，回波個數(shù)為300個，圖3a為對比例1的回波時間排布示意圖，圖3b為對比例1采集到的核磁共振衰減曲線。圖4a、4b為對比例1測得的交聯(lián)密度和力學性能的相關(guān)圖，測得的交聯(lián)密度和力學性能值相關(guān)性較差，相關(guān)系數(shù)為0.5左右。表一回波時間排列表序號實施例1實施例2實施例3實施例4實施例510.020.090650.057430.05980.03920.030.18040.065980.07880.04630.050.269280.075790.1030.05540.080.35730.087060.1320.06650.130.444480.10.1690.07960.210.530830.114870.2140.09570.340.616370.131950.2680.11380.550.701120.151570.3320.13790.890.785080.174110.4080.164101.440.868280.20.4960.198112.330.950720.229740.5970.239123.771.032430.26390.7110.288136.11.113410.303140.8380.348149.871.193670.348220.9790.4191515.971.273240.41.1310.5071625.841.352110.459481.2950.6121741.811.430310.52781.4680.7381867.651.507840.606291.6460.888191.584720.696441.8291.065201.660960.82.011.272211.736560.918962.1891.51221.811541.055612.0111.777231.885911.212572.1892.067241.959671.392882.3592.881252.032851.62.51843262.105441.837922.661272.177452.111212.783282.24892.425152.882292.31982.785762.956302.390153圖5為實施例1-5和對比例1測得的交聯(lián)密度與力學性能相關(guān)性統(tǒng)計柱狀圖，可見，將核磁共振交聯(lián)密度儀的回波時間控制為有小到大排列，且回波時間的排布服從對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、高斯分布、對數(shù)高斯分布或斐波那契數(shù)列分布，可提高核磁共振檢測彈性體交聯(lián)密度的準確度和精度。上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3