Способ определения молекулярной массы полиолефина

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ ПОЛИОЛЕФИНА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Мельников Сергей Федорович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Способ определения молекулярной массы полиолефина, включающий определение характеристического параметра исследуемого образца полиолефина и нахождение его молекулярной массы по градуировочному графику зависимости молекулярной массы от характеристического параметра эталонных образцов полиолефина того же вида, что и исследуемый, отличающийся тем, что в качестве характеристического параметра используют величину прироста температуры горения, которую определяют путем нагрева исследуемого и эталонных образцов массой более 5 мг с постоянной скоростью 10-20 град/мин до температуры их воспламенения. 5983 1 Изобретение относится к аналитической химии полимеров и может быть использовано для определения молекулярной массы (ММ) полиолефинов, а именно полиэтилена, полипропилена и их сополимеров. Широкое распространение получили относительные методы определения ММ-скоростная седиментация, гельпроникающая хроматография, вискозиметрия. Последний широко применяется при анализе растворимых полимеров. Однако для полиолефинов, растворяющихся только при температурах, близких к температуре кипения растворителя,метод вискозиметрии практически не применим 1. Известен также способ определения ММ полиолефинов путем измерения количества расплава полимера, выдавливаемого в течение определенного времени при заданной температуре и нагрузке через стандартный капилляр пластометра 2. Задачей изобретения является повышение производительности способа, снижение энергозатрат и массы полимера, необходимого для анализа. Поставленная задача решается тем, что в способе определения ММ полиолефина,включающем определение характеристического параметра исследуемого образца полиолефина и нахождение его молекулярной массы по градуировочному графику зависимости ММ от характеристического параметра эталонных образцов полиолефина того же вида,что и исследуемый, при этом в качестве характеристического параметра используют величину прироста температуры горения, которую определяют путем нагрева исследуемого и эталонных образцов массой более 5 мг с постоянной скоростью 10-20 град/мин до температуры их воспламенения. Возможность осуществления способа основана на способности полиолефинов возгораться (окисляться) в процессе нагрева, при этом, чем ниже ММ окисляющих молекул,тем активнее идет процесс окисления (горения), и большее количество теплоты при этом выделяется. Однако измерить количество теплоты, выделяющейся при горении полимера,представляет более сложную задачу, чем определить величину прироста температуры горящего образца. Поэтому последний параметр и выбран в качестве характеристического для установления связи с ММ. Скорость прироста температуры горящего образца удобно оценивать методом дефференциально-термического анализа (ДТА) на специализированных приборах. Наиболее распространенным прибором для проведения ДТА является дериватограф системы Паулик-Эрден фирмы(Венгрия), имеющийся почти во всех научно-исследовательских учреждениях. Технология осуществления способа предполагает построение градуировочного графика, отражающего зависимость величины прироста температуры горящего образца полиолефина от ММ полимера. Для этого любым из известных методов определяют ММ ряда образцов, по возможности перекрывающих достаточно широкий диапазон ММ полимера. Эти же образцы подвергают ДТА для определения величины прироста температуры их горения. Строят градуировочный график зависимости ММ полиолефина от величины прироста температуры его горения. При этом возможно построение градуировочного графика для среднечисловой, среднемассовой и средневязкостной ММ. Отметим, что важную роль в предлагаемом способе играют масса образца и скорость его нагрева. Эти два параметра определяют скорость образования и концентрацию горючих продуктов. В результате проведенных экспериментов установлено, что достаточной для определения ММ полиолефина является навеска образца более 5 мг (желательно 1020 мг), при этом скорость нагрева должна быть 10-20 град/мин. При более высоких скоростях нагрева довольно сложно определить принадлежность полиолефина к одному из классов (ПЭВД, ПЭНД и ПП). При малых скоростях нагрева увеличивается время эксперимента, а часть низкомолекулярных фракций полимера улетучивается без возгорания. Пример осуществления способа. Для построения градуировочного графика зависимости ММ от величины прироста температуры горения полиолефина эталонные образцы последнего различной ММ под 2 5983 1 вергают термическому анализу по заданной методике. По результатам анализа строят градуировочный график. При этом о росте температуры судят по высоте пика горения, который для полиолефинов находится в диапазоне 300-400 С. Для определения ММ исследуемого полимера аналогичный образец подвергают термическому анализу по такой же методике. Например, образец ПЭНД массой 11 мг подвергают термическому анализу по программе, аналогичной программе построения градуировочного графика (скорость нагрева - 20 С/мин, чувствительность по ДТА - 1/5). В районе 300-320 С начинается горение образца, которое достигает своего пика при 370-390 С. В этом интервале температур (фиг. 1) фиксируется величина прироста температуры горения (ее удобно измерять в метрических единицах, например в миллиметрах), которая в нашем случае составила 120 мм. По градуировочному графику (фиг. 2) определяем, что эта величина прироста температуры горения соответствует среднемассовой ММ образца,равной 230103. Источники информации 1. Попова Г.С., Будтов В.П. и др. Анализ полимеризационных пластмасс. - Л. Химия,1988. - С. 172-235. 2. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Свойства и переработка термопластов Справочное пособие. - Л. Химия, 1983. - С. 71-111. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.