聚丙烯(PP)是無(wú)色半透明、無(wú)毒的熱塑性樹脂,與其它通用熱塑性塑料相比,具有相對(duì)密度小、價(jià)格低以及綜合性能較好等特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于化工、建筑、家電、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。

按照取代甲基的立體位置排列方向和次序的不同,聚丙烯可分為等規(guī)、間規(guī)和無(wú)規(guī)聚丙烯三種,一般工業(yè)生產(chǎn)的均聚聚丙烯以等規(guī)物為主要成分。本文主要介紹小核磁測(cè)等規(guī)的原理。

等規(guī)和間規(guī)聚丙烯屬于立構(gòu)規(guī)整性聚合物,而表示立構(gòu)規(guī)整性聚合物含量的百分?jǐn)?shù)又稱為等規(guī)度。

通過測(cè)定等規(guī)度,能夠了解聚丙烯分子的空間結(jié)構(gòu)規(guī)整程度和產(chǎn)品的結(jié)晶性能。等規(guī)度越高,其規(guī)整程度、結(jié)晶度也越高,產(chǎn)品的硬度、剛度、模量、斷裂和屈服強(qiáng)度等機(jī)械性能都有所增加,熔點(diǎn)、熱穩(wěn)定性、耐老化性和耐幅射性能也相應(yīng)提高,而韌性、抗沖擊性、斷裂伸長(zhǎng)率等性能則有所下降。

目前測(cè)試聚丙烯等規(guī)指數(shù)常用的分析方法主要有:有機(jī)溶劑萃取稱量法和小核磁法等。

有機(jī)溶劑萃取稱量法萃取時(shí)間長(zhǎng),需要24個(gè)小時(shí),溶劑有毒有害。且受到諸多因素的影響,如:聚丙烯顆粒大小、試樣的干燥程度、試樣量、萃取溶劑的使用量、抽提次數(shù)、試樣萃取時(shí)間、溫度、試樣冷卻時(shí)間和萃取后烘干時(shí)間等等,都對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確度有影響。

小核磁法具有分析速度快,準(zhǔn)確度高、無(wú)污染和成本低等優(yōu)點(diǎn),適用于研發(fā)與工業(yè)質(zhì)檢。

小核磁測(cè)等規(guī)的原理

小核磁測(cè)等規(guī)的原理是:采用射頻脈沖激發(fā)樣品,使處于低能級(jí)的原子核躍遷到高能級(jí)。當(dāng)外加射頻脈沖關(guān)閉后,高能級(jí)的原子核回躍遷到低能級(jí),此時(shí)產(chǎn)生了核磁共振信號(hào)。所觀測(cè)到的核磁信號(hào)是隨時(shí)間指數(shù)衰減的信號(hào),信號(hào)衰減的過程稱為馳豫過程。該衰減信號(hào)可以提供兩個(gè)信息,一是,核磁信號(hào)的強(qiáng)度取決于樣品中所測(cè)量原子核的數(shù)目,二是,信號(hào)衰減的速度取決于所測(cè)量原子核的運(yùn)動(dòng)狀況。等規(guī)、間規(guī)聚丙烯的核磁信號(hào)衰減得快,而無(wú)規(guī)聚丙烯中的核磁信號(hào)衰減慢得多。

小核磁測(cè)等規(guī)的原理

基于核磁信號(hào)的這兩個(gè)特點(diǎn),對(duì)聚丙烯進(jìn)行不同的激發(fā)和采樣,可以得到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步利用等規(guī)和間規(guī)聚丙烯共振衰減信號(hào)與正庚烷萃取值之間的比例關(guān)系,建立線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線,并由此準(zhǔn)確測(cè)定聚丙烯的等規(guī)度。

小核磁測(cè)等規(guī)的原理與小核磁分析軟件