[發明專利]一種檢測嵌段聚合物中接枝基團所在位置的方法

有效

• 申請號: 201310254292.7
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103335957A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 吳宏;張先龍;郭少云
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高分子材料的檢測領域，更具體地說，是涉及一種檢測聚合物中接枝基團所在位置的方法。

背景技術

高分子材料的合金化賦予高分子材料的新性能，以滿足現代科學技術的飛速發展，已經受到廣泛關注。高分子材料合金化過程中，多相多組分界面間相互作用對高分子材料合金的性能起決定性作用。為增強多相多組分界面之間的相互作用，通常加入對聚合物多相多組分體系有增容作用的功能材料來降低界面張力，改善界面之間的相互作用。增容功能材料通常是馬來酸酐，丙烯酸，丙烯酸酯，丙烯酸縮水甘油酯等接枝改性的聚合物功能材料，研究表明接枝改性功能化嵌段共聚物的增容效果優于非嵌段共聚物如接枝改性聚烯烴類增容功能材料[?Polymer?1997;38(8):1787.?Polymer?1994;35:1387.?J?Appl?Polym?Sci?1994;52:1695.]。由于嵌段共聚物的結構復雜，接枝基團所在位置強烈地決定了接枝改性功能化嵌段共聚物的增容效率，因此對聚合物接枝基團所在位置的表征有迫切需求。通常表征接枝基團所在位置的方法為核磁共振波譜（NMR），?但是由于嵌段共聚物的結構比較復雜，接枝基團含量低（有時低于1%），在NMR上的信號弱，因此很難在NMR波譜圖上獲得接枝基團的所在位置的明確信息。

因此，研究開發一種微量檢測復雜結構聚合物中接枝基團的位置的新方法，對認識聚合物材料結構與性能，開發功能化、高性能化聚合物合金材料具有重要意義。

發明內容

針對現有檢測復雜結構聚合物接枝基團所在位置的技術存在的缺點，本發明的目的旨在提供一種通過利用擾動相關移動窗口二維相關光譜技術檢測嵌段共聚物中接枝接團所在位置的方法，該方法是一種分辨率高，重復性好，檢測結果穩定的檢測方法。

本發明是利用擾動相關移動窗口二維相關計算的基本原理，通過‘移動窗口的方法’處理龐大的光譜數據。擾動相關移動窗口二維相關光譜的物理意義在于通過數學運算，描述外部擾動對實驗體系的影響。對于復雜化學組成、聚集態結構的聚合物體系，擾動相關移動窗口二維相關光譜能有效的分裂和表征各基團、組分的響應行為。

本發明依據上述技術原理而采用的技術方案包括以下步驟：?

第一步，先將接枝改性功能化材料溶于易揮發的良溶劑中，作為待測樣品溶液；此步驟中，選擇易揮發溶劑目的在于便于除去溶劑對待測樣品的影響；

第二步，將第一步得到的待測樣品溶液涂覆在溴化鉀(KBr)鹽片上，在低于?80?℃的真空烘箱中干燥（為避免高溫引起聚合本身結構發生變化），除去溶劑，然后再蓋上另一塊等大鹽片，夾緊置于原位池中；

第三步，對原位池中的待測樣品施加足以使樣品結構發生變化的外部擾動，在擾動過程連續收集一系列響應譜線數據；此步驟中，連續收集一系列譜線數據的目的在于用譜線的變化跟蹤外部擾動下聚合物的結構變化；

第四步，對第三步中得到的一系列響應譜線的數據，經過以下方程計算擾動相關移動窗口二維相關同步相關光譜????????????????????????????????????????????????：??

?(1)

其中，

?????式中，表示平均光譜變量，是動態光譜變量，?是光譜強度變量；P_J?為擾動變量，可以是溫度、濃度或電場的擾動；m是一個與窗口尺寸有關的參數，其值可以取3、5、7或11，但是取3、7或11時噪聲較大，會影響測試結果的真實性；在測試中為減小噪聲對測試結果真實性的影響，m的取值已經被振動光譜領域所建議取5為宜（Appl?Spectrosc?2006;60(4):398-406.?J?Mol?Struct?2006（799;16-22.）；2m+1?為窗口尺寸，j大于m取整數，j?和?J?分別是窗口中心和窗口范圍內光譜的下標；v是光譜變量，可以是波數、濃度或電場強度；表示平均動態光譜變量為，為動態擾動變量；

第五步，將第四步中得到的同步相關光譜數據作圖可先得到圖形為三維圖形，為便于譜圖解析再將三維圖形轉換為二維相關同步相關光譜等高線圖，以等高線表示相關強度；再從同步相關光譜等高線圖中，考察特征接枝基團和對接枝改性功能化材料本征結構具有代表性的特征譜帶的同步相關光譜圖形，是否在相同的擾動變量下都出現相關峰，若是即可判斷待測嵌段聚合物中接枝基團所在的位置。