теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров
Классы МПК: | G01N27/70 и измерением тока или напряжения |
Автор(ы): | Битюков В.К., Лебедев В.Ф., Тихомиров С.Г., Хвостов А.А., Ромасенко А.В. |
Патентообладатель(и): | Государственное общеобразовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-07-25 публикация патента:
20.08.2003 |
Изобретение относится к области контроля характеристик жидких сред теплофизическим методом. Технический результат изобретения заключается в совершенствовании инструментальных методов контроля и повышении точности определения величины СММ полимеров в растворе. Сущность: в теплофизическом способе определения средних молекулярных масс растворов полимеров методом нагретой нити, включающем приготовление эталонных растворов полимеров определенной концентрации и с разными средними молекулярными массами, регистрацию изменения величины сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы, содержащей измерительную и сравнительную ячейки для эталонных растворов полимеров и для растворов полимеров с неизвестной средней молекулярной массой, построение градуировочных графиков, определение по градуировочным графикам неизвестной средней молекулярной массы полимера. Для построения градуировочных графиков по кривым изменения сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы во времени определяют две первые направленные в одну сторону амплитуды затухающих колебаний соседних периодов и по этим значениям рассчитывают степень затухания по определенной формуле. Строят градуировочный график зависимости степени затухания от средней молекулярной массы. Затем рассчитывают величину степени затухания для растворов полимеров с неизвестной средней молекулярной массой. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров методом нагретой нити, включающий приготовление эталонных растворов полимеров определенной концентрации и с разными средними молекулярными массами, регистрацию изменения величины сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы, содержащей измерительную и сравнительную ячейки для эталонных растворов полимеров и для растворов с неизвестной средней молекулярной массой, построение градуировочных графиков для определения средней молекулярной массы, определение по градуировочным графикам неизвестной средней молекулярной массы полимера, отличающийся тем, что для построения градуировочных графиков по кривым изменения сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы определяют две первые, направленные в одну сторону, амплитуды затухающих колебаний соседних периодов и по этим значениям рассчитывают степень затухания по формуле![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210763/2210763-6t.gif)
где
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210057/968.gif)
А1 - первая амплитуда затухающих колебаний;
А2 - вторая амплитуда затухающих колебаний,
затем строят градуировочный график зависимости степени затухания от средней молекулярной массы, таким же образом рассчитывают величину степени затухания
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210057/968.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области контроля характеристик жидких сред теплофизическим методом, который может быть использован для определения средней молекулярной массы (СММ) полимеров в растворе в производстве и проведении исследований в лабораториях. Известен способ определения СММ полимеров методом нагретой нити, основанный на том, что степень затухания сигнала затухающих колебаний напряжения на концах нагретой нити, находящейся в объеме раствора полимера, после разогрева нити подачей импульсного токового сигнала пропорциональна вязкости раствора, в котором находится нить [В.М. Зеленкин, В.В. Погодин, А.Ф. Воробьев, Сб. "Термодинамика и строение полимеров". - Иваново, 1978 г., 38 с.]. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является теплофизический способ определения средней молекулярной массы растворов полимеров [А. с. 1242799, СССР "Теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров"], заключающийся в измерении разбаланса мостовой измерительной схемы, содержащей измерительную и сравнительную ячейки. Разбавляя раствор полимера и изменяя температуру нагрева нити, находят температуру, при которой максимальное значение начального разбаланса превышает его установившиеся значение, и при этой температуре и известной степени разбавления раствора полимера измеряют максимальное значение сигнала разбаланса исследуемого раствора, по которому и определяют величину СММ по построенному заранее градуировочному графику. Недостатком указанного метода является измерение только максимального сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы, что приводит к снижению достоверности оценки логарифмического декремента затухания, хотя небольшие изменения вязкости раствора практически не влияют на максимальное отклонение, однако оказывают влияние на степень затухания колебаний (фиг.3) и приводят к погрешности при определении средней молекулярной массы. Техническая задача заключается в совершенствовании инструментальных методов контроля и повышении точности определения величины средней молекулярной массы полимеров в растворе. Техническая задача достигается тем, что в теплофизическом способе определения средних молекулярных масс растворов полимеров методом нагретой нити, включающем приготовление эталонных растворов полимеров определенной концентрации и с разными средними молекулярными массами, регистрацию изменения величины сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы, содержащей измерительную и сравнительную ячейки для эталонных растворов полимеров и для растворов полимеров с неизвестной средней молекулярной массой, построение градуировочных графиков, определение по градуировочным графикам неизвестной средней молекулярной массы полимера, новым является то, что для построения градуировочных графиков по кривым изменения сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы во времени определяют две первые, направленные в одну сторону амплитуды затухающих колебаний соседних периодов и по этим значениям рассчитывают степень затухания по формуле![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210763/2210763-2t.gif)
где
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210057/968.gif)
А1 - первая амплитуда затухающих колебаний
А2 - вторая амплитуда затухающих колебаний,
затем строят градуировочный график зависимости степени затухания от средней молекулярной массы, таким же образом рассчитывают величину степени затухания
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210057/968.gif)
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210763/2210763-3t.gif)
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210763/2210763-4t.gif)
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210763/2210763-5t.gif)
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210057/968.gif)
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210140/951.gif)
![теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров, патент № 2210763](/images/patents/260/2210004/8226.gif)
где В, b1 - константы, зависящие от типа полимера и растворителя. Таким образом, измеряя значения двух направленных в одну сторону амплитуд затухающих колебаний A1, A2 соседних периодов T1, T2 сигнала напряжения на концах нагретой нити после подачи импульсного напряжения, определяют значение СММ полимера в исследуемом растворе, градуировочный график, например, для каучука ДССК представлен на фиг.4, затем рабочую ячейку заполняют раствором полимера с неизвестной СММ, подают импульсный сигнал на мостовую схему, регистрируют сигнал разбаланса мостовой измерительной схемы и строят кривую изменения сигнала разбаланса мостовой измерительной схемы во времени, имеющую вид затухающих колебаний, и рассчитывают величину степени затухания таким же образом, как и для эталонных растворов, и по градуировочному графику определяют значение средней молекулярной массы. Таким образом предлагаемый теплофизический способ определения средних молекулярных масс растворов полимеров позволяет:
- Повысить достоверность оценки логарифмического декремента затухания. - Повысить точность определения величины средних молекулярных масс полимеров.
Класс G01N27/70 и измерением тока или напряжения