[發(fā)明專利]一種分析致密膠體老化機理的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710284489.3
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107144667B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 梁英杰;陳文;肖銳
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐瑩

本發(fā)明公開了一種分析致密膠體老化機理的方法，采用擴展對數(shù)擴散率定量化致密膠體老化過程中膠體粒子微觀運動的均方位移，然后結合致密膠體老化的試驗條件和試驗數(shù)據(jù)，計算擴展對數(shù)擴散率參數(shù)的值，最終確定該致密膠體老化的擴展對數(shù)擴散率，從特慢擴散角度微觀分析致密膠體老化的機理。本發(fā)明擴展對數(shù)擴散率包含兩個參數(shù)，擴展對數(shù)擴散率的階數(shù)和速率指數(shù)。其中擴展對數(shù)擴散率的階數(shù)刻畫了致密膠體老化過程偏離對數(shù)擴散率的程度，速率指數(shù)描述了致密膠體老化過程的特征速率。擴展對數(shù)擴散率是對數(shù)擴散率的推廣，滿足擴展對數(shù)擴散率的老化過程稱為擴展對數(shù)特慢老化過程。該發(fā)明有廣泛的工程應用前景，可用于高性能聚合物材料的生產、藥物載體的開發(fā)等。

技術領域

本發(fā)明涉及一種膠體，具體涉及一種分析膠體老化機理的方法。

背景技術

膠體已廣泛用于機械、工業(yè)和醫(yī)學等領域，如在聚合物中加入固態(tài)膠體粒子，可以改進材料的耐沖擊和耐斷裂強度等性能；納米材料的制備，塑料和橡膠等的制造過程都會用到膠體；醫(yī)學上將磁性物質制成膠體粒子，作為藥物的載體，在磁場作用下將藥物送到病灶。而膠體的老化會直接影響膠體的性能以及在使用過程中發(fā)揮的作用，因此，明確膠體的老化機理是正確和有效使用膠體的重要前提。

現(xiàn)有技術表明，膠體在老化過程中膠體粒子的微觀運動規(guī)律決定了膠體老化的物理狀態(tài)。低密度膠體粒子的運動過程是一個布朗運動，而致密膠體中膠體粒子的運動過程表現(xiàn)為時空非均質性，具有時間依賴性，屬于一類特慢擴散過程。目前比較直接的技術手段是，采用對數(shù)擴散率分析致密膠體粒子的均方位移，從微觀粒子運動的角度分析膠體粒子的老化機理。然而，大量試驗數(shù)據(jù)表明，致密膠體老化過程中膠體粒子的均方位移不總是服從對數(shù)擴散率，甚至出現(xiàn)了比對數(shù)擴散率增長更慢的情況。

在國內外，已有多項專利技術應用于老化，如發(fā)明專利CN201410686077.9“一種利用變活化能分析硅橡膠老化機理的方法”基于化學測試物理性能分析，通過活化能分析硅橡膠的老化機理；發(fā)明專利CN201410154118.X“一種確定有機玻璃人工加速與使用老化當量關系的方法”通過建立當量加速老化時間模型，結合疲勞性能測試驗證；US13654598“Device and method for determining the state of ageing of a hydraulic fluidof a hydraulic system of a vehicle”給出了一種確定液壓系統(tǒng)中不同液壓流體組分老化的裝置；CN201210502477.0“一種基于核磁共振的交聯(lián)聚乙烯電纜老化程度評估方法”通過核磁共振分析儀測試電纜內部結構，建立老化程度與時間和溫度之間的關系，估計老化狀態(tài)。

上述現(xiàn)有的專利技術方法，未直接從擴散的角度微觀分析老化的機理，且其中涉及的對數(shù)擴散率有明顯的局限性，不能夠全面準確地刻畫致密膠體老化過程中膠體粒子的均方位移規(guī)律。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種可準確描述膠體老化過程的分析致密膠體老化機理的方法。

技術方案：本發(fā)明提供了一種分析致密膠體老化機理的方法，包括以下步驟：

(1)選定致密膠體作為研究對象，確定膠體粒子的個數(shù)N和觀測時間間隔t_w，并通過粒子追蹤試驗方法獲取老化過程中膠體粒子的運動軌跡；

(2)結合步驟(1)中的運動軌跡，計算N個膠體粒子的平均均方位移＜r²(t)＞；

其中為第i個膠體粒子的均方位移，該均方位移通過第i個膠體粒子在不同時刻t的位置計算得到；

(3)采用擴展對數(shù)擴散率描述致密膠體粒子的均方位移；

＜r²(t)＞～(lnt^α)^λ