聚合物聚醚多元醇流变曲线的数据分析

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C ’ + ) A " " % % A 3 ’ ( )# @ ( / ’ )# @ B A B #" B # "( E ( B 从聚合物聚醚多元 醇中 粒子的 F 照 片测 得 各 聚合物 聚醚 多元 醇中粒 子半 径 / 然后以 G H 计算出各相关值 ’ 见表 " 式’ $ ) I’ + ) ) 3
4 . 利用 " 可以求算各聚合物聚醚多元醇中分散相的表观体积分数 } 表观 # $ % ‘h g经验公式 / 见表 & 即 ’ ) / r = #= >
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第 U期
王俊卿等 l 聚合物聚醚多元醇流变曲线的数据分析 表 ! 实验和数据分析所得各聚合物聚醚多元醇的相关数据
e: e: e: 由 式’ 可得 1 从表 "中 !" d 对于所 & ) / ’ % ) q "d ‘f g q 5# !" d ‘f g !5 3 ‘f g !5数值可以看出 / e e 测的体系 / 远大于 !5 3 这样式 ’ 中q 即式 ’ 可简化为 !" d " ) " ) d最小时 / ‘f g 5 可以忽略 / e e r & = #= *q d : ’ q )3 ’ 6 ) " &* d e % e e e 对式 ’ 微分 1 当曲线有极大值时 / 即可得 6 ) t s = : s d u #q ’ q ) : ’ q )3 ’ = : ) #5 / s s d " & vd & *d e d 线性回归 斜率为 e 这样从曲线中可以测出 q 然后进行 = 截 = #q I / q ‘h w在 d &处3 &/ "/ e & ’ q *d ) & r r 所得 q 见表 & 距为 = ’ / q / = ) 3 " & 键合 z 能的估算 x 3 x 相对 y 由式 ’ 可以推得 % ) { (#
聚合物聚醚多元醇是乙烯基单体聚合物以小 颗 粒形式 分散 在聚醚多元 醇介 质中 * 乙烯基
" B 单体与聚醚多元醇接枝聚合的产物 ’ 接枝聚醚 ) 作空间稳定剂 * 使体系形成稳定的悬浮体系 A &
A % B 合格的聚合物聚醚多元醇工业产品应属浓悬浮体 ’ 分散相的体积 分数 <C " 浓 悬浮体 , D) & A % E/ B 的 流 变特性较为 复杂 * 均 呈现非牛顿 特 性 & 综 合各 种 文 献 报道 一 般可分 为 0种 情 况 ! * ’ " )
U V
" # $ % &! " ’ &( ) * * & % # + , ) -. # + &) /* # 0 , ) 12 ) % 3 4& *2 ) % 3 ) % . & * , 0 & ./ * ) 4& 5 2 & * , 4& + # .( # % ( 6 % # + , ) 聚合物聚 醚多元醇 Q Y Z 7 8 9 : ; < < R S T U O O S U W X S V O 7 < 9 =
剪 切变稀 = 剪切变稀 F 剪切增稠 F 剪切变稀 = 剪切增稠 F 剪 切变稀 & 对于 不同 的非牛 顿 ’ % ) ’ 0 ) 流变特性 * 有不同的理论解释 * 现仍无统一的理论模 型 & 对于 在高粘 度介质中 形成的 浓悬浮 体 的流变特性 * 至今无人报道 & 本文在高粘度介质聚醚多元醇中 * 合成了几种聚合物聚醚多元醇 * 测定了聚合物聚醚多元 醇中粒子的大小和体系的流变曲线 * 并对流变曲线进行了数据分析 * 得到了一些聚合物聚醚多 元醇的流变学数据 * 对数据也进行理论分析 & 以期在聚氨酯泡沫体加工时对高固含量聚合物聚 醚多元醇粘度的控制提供理论根据 &
物 聚醚多元 醇 中 粒 子 大 小 和 体 系 的 流 变 曲 线& 聚合物聚醚多元醇的流变曲线呈现1 剪切增稠2剪 切变稀 3 的非牛顿特性 & 用4 公式对流变曲线进 行 了 数 据 分 析 * 由此计算出各聚合物聚醚多 5 6 6 7 8 9 5 7 ; 元醇的 : 和 种聚合物聚醚多元醇中粒子间相对 键合 能 表 观 0 1 3 & * < 关键词 ! 流变曲线 =流变特性 =聚合物聚醚多元醇 =数据分析 中图分类号 !>( 0 " & % ? " 文献标识码 !@
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表 J 由微粒半径计算的各相关数据 K L M N OJ K P OQ R S S O N L T U R VW L T OR XY L S U R Z [\ R N ] ^O S\ R N ] R N W O S U Y O WX S R ^\ L S T U Q N OS O W U Z [
聚合物聚 醚多元醇 i j k ,: ( _ ‘ 5 3 & c 5 3 $ " 5 3 0 &
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兰 州 大 学 学 报 ’自 然 科 学 版 )
第% +卷
$ , % & . / ’ 0 ) )* + ’ ( )’ ( &’ ( ) % 8 & % 式’ 中1 $ ) / ’ 0 ) #" 3 % 4 56 7" 5 : <= 2为玻兹曼常数 ’ 2 9 ;) > 为分散介质粘度 <? 为粘度测量时 的温度 ’ < (为粒子半径 3 ;) !" # ,# @ ( A & & ( / ’ ( )# @ ( / D B B A B #"
+ $ & % & & 真实 3 |q ’ ( ): } ’ 4 ) " c !" 各聚合物聚醚多元醇制备过程中 / 除大分子单 体 加入 量不 同外 / 其它反 应条件 均相同 / 则 可以认为聚合物聚醚多元醇 i/ 所以乙烯基聚合物含量相同的 %种聚 / j k中粒子的密度相同 / 合物聚醚多元醇中粒子的真实体积分数应相同 / 即} 因此由式 ’ 可以计算出各聚合 真 实 相同 3 4 ) 物聚醚多元醇中粒子间相对 y 键合 z 能’ 见表 & 相对 ’ { ) ) 3 ( 表观体积分数 的计算 表 观 x 3 ~ !
9 P 8 8 S 8 N W S O < 8 S T U
8 O S V 8 < U S X U < V S X T
U W < < R < 由气相色谱测量残余单体后可计算而得 [ 相对 \ J 真实 \ S S DJ H D K H ; L _7 K K ]B 8 V ^8
R 讨论
列于表 <的线性相关系数表明 ‘ 各聚合物聚醚多元醇流变曲线能较好的符合 a 公 b c c d = e b d 式‘ 因此可以认为计算所得的一系列数据是可信的 S 从表 <中 7 聚合物聚醚多元醇中粒子半径越大 ‘7 即 相 对 的数值可以看出 ‘ J H <和D K < 越大 ‘ 两粒子聚集后解聚速率越大 ‘ 而相对 f 键合 g 能D 这说明聚合物聚醚多元醇中粒 相 对 则相反 S J H K 子 半 径 越 大‘ 形 成 聚 集 体 的 倾 向 越 小S 同 时 从 表 <可 以 看 出 粒 径 越 大 ‘ 体 系 粘 度 越 小S 由上所 述‘ 为了便于加工和制备高回弹高负荷的聚氨酯软质泡沫体 ‘ 人们致力于高固含量 h 低粘度 h 大 粒径和稳定的聚合物多元醇聚合物聚醚多元醇的研究和生产是可行的 S
A 实验数据的分析
G 1 H 流变曲线的数据分析 对 常 见 的 各 种 描 述 浓 悬 浮 体 流 变 特 性 的 理 论 和 数 学 公 式 进 行 了 分 析 筛 选+ 选择了
J K L I / 6 6 4 = > / 4 的数学公式对在高粘度介质中合成的聚合物聚醚多元醇的流变曲线进行数据分 析1 的数学公式为 I / 6 6 4 = > / 4 R P Q ’O P ) N M %M O + ! ) ( R A ! P ( AO Q N 式! 中 SM 为不同剪切速率下的聚合物聚醚多元醇的粘度 TM 为剪切速率为 U 时的聚合物聚 ) ( R 醚 多元醇的粘度 TQ为剪切速率 TP 为与粒子间 V 键合寿 命 W 即 聚集体解聚 速率 ( 有关 的常数 ! A
" 实验和实验结果
聚合物聚醚多元醇按文献 A 合成 & " B 聚 合物 聚醚多 元醇 * 经 甲 醇 稀 释 并 超 声 分 散 后 滴 于 支 持 膜 上* 在 日 立 G$ ( , ,型 电 子 透 射 显微镜上拍照测定粒径 & 相同温度下 * 同等体积的聚合物聚醚多元醇于 H $ % 0 , /型流 I J K 7 L M 7 I 变仪上测定不同转速下的粘度 * 绘出流变曲线 & 图 "是各聚合物聚醚多元醇的流变曲线 ’ 图中显示聚醚多元醇介质呈牛顿特性 * 聚合物聚 醚多元醇呈非牛顿特性 ) 图 %是聚合物聚醚多元醇 @* * * H N的电子透射显微镜照片 &
项T P ’和 P ) 均为常数项 1 P ’%
Y X Z \’ ]A+ ! A ( [ Y X Z P \) ]A1 ! & ( )% [ Y 为两粒子间总的平均 键合 能 式! 中S A ( + ! & ( X V W T \’为基于布朗运 ^ 为单位体积内粒子数目 T Z 动的粒子凝聚 ! 键合 ( 速率常数 T 键合 ( 速率常数 1 \) 为基于剪切作用的粒子凝聚 ! \’ % [_ ‘ a!)( + )O Z & M Z P
收稿日期 !" # # # $ " % $ " % & 作者简介 !王俊卿 ’ 男* 博士研究生 * 现在兰州医学院药学系工作 &+ 通讯联系人 & " # ( ( $ ) *
第 c期
王俊卿等 S 聚合物聚醚多元醇流变曲线的数据分析
c b
# %&’ 分散介质为三羟基聚醚多元醇 !" ’ ’ ( $
5 3 5 0 % 5 3 5 4 + 5 3 & " 5
& 3 0 $ & 3 6 " & 3 + 0
% 3 c 6 4 3 0 % " 4 3 0 5
e 为测量时的最小剪切速率 ’ 8 " 分散介质粘度 = 聚合物聚 0 3 c 6b ) < 3 3 4 0m ab /?测 量 #% 5 %;< 3 3 l h n h d ‘f g >#% 醚 多 元 醇 i/ 反应浓度o 搅拌速率o 引发剂用量o 乙烯基单体用量和比例均相同3 大分子单体加入量依次 / 1 j k 为" $ 3 % p/ c 3 " p/ 0 3 6 p
文章编号 !, . . $ % , . # ’ % , , , ) , ( $ , , ( ( $ , .
聚合物聚醚多元醇流变曲线的数据分析
王俊卿 *苏致兴 + *金
兰州大学 化学化工学院 * 甘肃 兰州 ’ 摘
王景
/ 0 , , , , )
要 ! 以苯乙烯和丙烯 腈 在 聚 醚 多 元 醇 介 质 中 分 散 聚 合 制 备 了 聚 合 物 聚 醚 多 元 醇 * 测定了聚合
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9 A= : ; 8 V S U 8 < S < O S V
表观 B
; CD E H F G
L 8 O 相 对 M8 N DJ KH
线性回归 相关系数 N S V X XT N S V U TW N S V 8 VR
9 I N S W R N S R W N S < < R X S R R V S 8 R X S X
图 A 聚合物聚醚多元醇 *+ + , -的 2 B C 照片 1 A 2 . / 0 B C @/ 9 ; 7 0 ; D > 37 5> D ; E / 9 6 4 =/ F> 7 6 ? @4 ; + > 7 6 ? 7 6 *+ , -
图 ) 聚合物聚醚多元醇 *+ + , -的流变曲线 1 ) 2 + . / 0 3 45 6 7 89 : ; < 4 =7 5 > 7 6 ? @4 ;> 7 6 ? 7 6 *+ , -
第0 (卷第 (期 % , , ,年 " %月
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