[發(fā)明專利]一種基于叉指電極的高分子溶液分散性測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810145620.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-12
• 公開（公告）號(hào): CN108088880B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王云明;葉慶瑩;周華民;張?jiān)?/a>;黃志高;張逸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/30
• 分類號(hào): G01N27/30;G01N27/22
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

本發(fā)明屬于高分子溶液分散性測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于叉指電極的高分子溶液分散性測(cè)量方法，包括如下步驟：(1)設(shè)置單個(gè)叉指電極的波長(zhǎng)數(shù)目、探測(cè)深度以及叉指電極陣列的大??；(2)測(cè)量以待測(cè)高分子上層溶液和底層溶液為介質(zhì)的電容，以此選擇叉指電極電容模型；(3)將叉指電極陣列緊貼在待測(cè)容器的內(nèi)壁；(4)取待測(cè)高分子溶液置于待測(cè)容器中；(5)將叉指電極陣列由導(dǎo)線引出，與電容測(cè)量設(shè)備相連，實(shí)時(shí)獲取高分子溶液不同探測(cè)深度處等效電容C_eq,ijk；(6)根據(jù)獲得的叉指電極電容模型和等效電容C_eq,ijk，計(jì)算高分子溶液不同采樣點(diǎn)處的等效介電常數(shù)ε_eq,ijk和其偏差值S，S值越小表示待測(cè)高分子溶液的分散性越好，溶液越穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子溶液分散性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于叉指電極的高分子溶液分散性測(cè)量方法。

背景技術(shù)

聚合物以分子狀態(tài)分散在溶劑中形成的均相混合物，稱為高分子溶液，屬于膠體體系，在化學(xué)工程、能源工業(yè)、材料科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，尤其因?yàn)樵擉w系可綜合溶液中溶劑與溶質(zhì)兩者的物理化學(xué)性能，在新材料開發(fā)領(lǐng)域有著重要的地位。高分子溶質(zhì)通過溶脹和分散兩個(gè)過程溶于溶劑中，而分散性往往是衡量高分子溶液質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，分散性好的高分子溶液用于其他工藝過程所得的材料性能更加優(yōu)異，而分散性差的經(jīng)過其他工藝過程處理的結(jié)果往往不可預(yù)期。因此快速、準(zhǔn)確地獲取高分子溶液的分散情況顯得尤為關(guān)鍵。

目前，公開報(bào)道的高分子溶液分散性測(cè)量方法主要有粒度觀測(cè)法、Zeta電位法和透光率法。粒度觀測(cè)法通過觀測(cè)溶液中分散相粒徑分布獲取其分散性。該方法獲得的為統(tǒng)計(jì)結(jié)果，取樣要求很高，且無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。Zeta電位法以分散相表面Zeta電位來評(píng)估分散體系的均勻性，但其適用材料范圍有限，不能普適的解決高分子溶液分散性測(cè)量問題，且需要專門的Zeta電位測(cè)試儀器，價(jià)格昂貴成本高。透光率測(cè)量方法，只能適用于稀溶液透光體系，對(duì)于不透光材料體系無法進(jìn)行測(cè)量。可見目前的測(cè)量方法都具有各種的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于叉指電極的高分子溶液分散性測(cè)量方法，其目的在于通過叉指電極陣列對(duì)待測(cè)高分子溶液的介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)試分析以獲得其分散情況，由此解決現(xiàn)有技術(shù)的高分子溶液分散性測(cè)量方法存在的無法實(shí)時(shí)在線檢測(cè)、適用范圍有限、成本高昂等的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于叉指電極的高分子溶液分散性測(cè)量方法，包括如下步驟：

(1)根據(jù)所需采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，設(shè)置單個(gè)叉指電極的波長(zhǎng)數(shù)目、探測(cè)深度和叉指電極陣列的大小；其中，所述叉指電極陣列由m×n個(gè)多波長(zhǎng)叉指電極結(jié)構(gòu)以矩陣形式排列，探測(cè)深度由叉指電極的波長(zhǎng)決定，波長(zhǎng)數(shù)目等于深度方向上的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)，記為p；

(2)分別以待測(cè)高分子溶液的上層溶液和底層溶液為介質(zhì)，測(cè)量所述待測(cè)高分子溶液的上層溶液和底層溶液的電容，并以此選擇叉指電極電容模型；其中，所述的高分子溶液的溶劑和溶質(zhì)均為介電質(zhì)；

(3)將步驟(1)所述叉指電極陣列緊貼于容器內(nèi)壁；其中，所述的容器包括封閉腔體，所述容器內(nèi)壁為容器底部或側(cè)面；

(4)將待測(cè)高分子溶液置于所述容器內(nèi)，其液面高度不小于所述叉指電極陣列的最大探測(cè)深度；

(5)將所述叉指電極陣列由導(dǎo)線引出，與電容測(cè)量設(shè)備相連，實(shí)時(shí)獲得高分子溶液不同探測(cè)深度處的等效電容C_eq,ijk；其中，所述的等效電容C_eq,ijk中下標(biāo)i和j指代所述叉指電極陣列中第i行、第j列處的叉指電極，下標(biāo)k指代深度方向的樣本點(diǎn)位置，且i≤m，j≤n，k≤p，i、j、k均為整數(shù)；