[發(fā)明專(zhuān)利]劣化分析法以及化學(xué)態(tài)測(cè)量法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310429775.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103712999B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金子房惠;岸本浩通
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): G01N23/06
• 分類(lèi)號(hào): G01N23/06
• 代理公司: 上海市華誠(chéng)律師事務(wù)所 31210
• 代理人: 杜娟

本發(fā)明提供能夠詳細(xì)分析聚合物材料的劣化、特別是具有低導(dǎo)電率的聚合物材料的表面狀態(tài)的劣化的劣化分析法。本發(fā)明涉及劣化分析法，其包括：用高強(qiáng)度X射線(xiàn)輻照其上形成有厚度為以下金屬涂層的聚合物材料，并在改變X?射線(xiàn)能量的同時(shí)測(cè)定X?射線(xiàn)吸收，從而分析聚合物的劣化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于分析聚合物材料劣化的劣化分析法。本發(fā)明還涉及化學(xué)態(tài)測(cè)量法，所述測(cè)量法能夠精確檢查橡膠材料表面上化學(xué)態(tài)的變化，特別是從表面開(kāi)始發(fā)生的化學(xué)態(tài)變化例如劣化。

背景技術(shù)

為了評(píng)估含有至少一種二烯橡膠的聚合物材料因劣化產(chǎn)生的化學(xué)態(tài)的變化，通常使用方法例如紅外光譜分析(FT-IR)、核磁共振分析(NMR)、以及X-射線(xiàn)光電子光譜法(XPS)。FT-IR或NMR提供了化學(xué)態(tài)的詳細(xì)檢查，但是提供了體信息(bulk information)，因此難以用于詳細(xì)檢查劣化后的化學(xué)態(tài)，所述劣化從樣品表面開(kāi)始。

在該情況下，存在如下需求：提供用于檢查從表面開(kāi)始的劣化的方法；例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1建議了一種包括如下步驟的方法：用高強(qiáng)度X-射線(xiàn)輻照聚合物材料，在改變X-射線(xiàn)能量的同時(shí)測(cè)量X-射線(xiàn)吸收，從而分析聚合物的劣化，其中，所述方法包括通過(guò)使用高強(qiáng)度X-射線(xiàn)測(cè)定靠近特定靶元素吸收限的X-射線(xiàn)吸收譜的NEXAFS(近邊X-射線(xiàn)吸收細(xì)微結(jié)構(gòu))法。

在NEXAFS測(cè)量中，經(jīng)常使用被稱(chēng)為電子產(chǎn)額法(當(dāng)用X-射線(xiàn)輻照試樣時(shí)，該方法檢測(cè)電流)的方法，這意味著試樣通常需要是導(dǎo)電材料。通常，聚合物材料是絕緣材料；然而，當(dāng)試樣是輪胎用橡膠組合物(特別是胎側(cè)壁用橡膠組合物)時(shí)，例如，含有大量導(dǎo)電炭黑，這確保了即使相對(duì)較厚例如厚度為約1mm的試樣也具有導(dǎo)電性，并由此能夠進(jìn)行測(cè)量。

然而，因?yàn)榻陙?lái)輪胎需要具有更好的燃料經(jīng)濟(jì)性，具有降低炭黑含量(即使在胎側(cè)壁用橡膠組合物中)的趨勢(shì)。此外，在胎面橡膠組合物的情況下，存在添加二氧化硅作為補(bǔ)強(qiáng)劑從而進(jìn)一步降低炭黑含量的趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，最近的燃料經(jīng)濟(jì)橡膠配方不能確保試樣的導(dǎo)電性，因此厚度為約1mm的這種試樣難以通過(guò)NEXAFS測(cè)定。

為了實(shí)現(xiàn)具有高S/B和S/N比率的測(cè)量法，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1也建議用薄樣切片機(jī)(microtome)將聚合物材料處理(切割)為100μm以下，優(yōu)選500nm以下。然而，因?yàn)檩喬サ牧踊瘡谋砻骈_(kāi)始，需要切割最外層表面并測(cè)定最外層表面一側(cè)，但是，難以用薄樣切片機(jī)切割最外層表面。即使能夠切割最外層表面，也難以確定所制備試樣的那一側(cè)是外表面一側(cè)。

如上所述，在常規(guī)方法的基礎(chǔ)上，難以在導(dǎo)電性不良的樣品(特別是例如具有低炭黑含量的輪胎用橡膠組合物)上通過(guò)NEXAFS測(cè)量法詳細(xì)檢查從試樣表面開(kāi)始的劣化。

同時(shí)，作為檢查包括橡膠成分例如二烯橡膠的橡膠材料的化學(xué)態(tài)的變化，特別是從橡膠材料表面開(kāi)始發(fā)生的化學(xué)態(tài)變化例如劣化，例如，以下基于X-射線(xiàn)的技術(shù)是已知的：如上所述的X-射線(xiàn)光電子光譜法(XPS法)以及通過(guò)使用高強(qiáng)度X-射線(xiàn)測(cè)定接近特定靶元素吸收限的X-射線(xiàn)吸收譜的方法(NEXAFS法)。

XPS法和NEXAFS法各自是檢測(cè)深度范圍從表面至數(shù)十納米的表面敏感型測(cè)量技術(shù)。在這些方法中，為了檢查聚合物的化學(xué)態(tài)，例如，通常進(jìn)行以碳為目標(biāo)的測(cè)量(例如，在XPS方法中靠近碳1s軌的譜，以及在NEXAFS法中靠近碳K殼層吸收限的譜)。

然而，難以用常用的評(píng)估方法精確測(cè)量試樣例如劣化橡膠材料表面上的化學(xué)態(tài)變化。因此，需要提供能夠精確測(cè)量表面狀態(tài)變化的評(píng)估方法。

引用列表

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：JP2012-141278A

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題并提供劣化分析法，所述分析法能夠詳細(xì)分析聚合物材料的劣化，特別是低導(dǎo)電性聚合物材料的表面狀態(tài)的劣化。