[發明專利]一種凝膠溶脹應力的快速測定方法

在審

• 申請號: 201910045097.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109752275A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 徐偉雄;凌一;楊黎明;馬夢迪;陳捷;劉境廷;葛家國
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種凝膠溶脹應力的快速測定方法，其特征在于：操作步驟包含如下：室溫下分別稱取多份被測樣品，將各個被測樣品放置于各個管狀容器的樣品槽內，放置好預處理過的濾膜并蓋上密封蓋，適當振動管狀容器壁使被測樣品盡量堆砌緊密，在敞口端用壓縮桿將被測樣品壓實，讓被測樣品與濾膜緊密接觸。本發明操作方便、材料易得的優點，準確性和靈敏度高；這種方法能夠直觀的反映高分子凝膠的溶脹應力的變化，可以快速地測試各種高分子材料的溶脹性能。

技術領域

本發明涉及高分子凝膠研究領域，尤其涉及一種凝膠溶脹應力的快速測定方法。

背景技術

高分子凝膠是指分子鏈經過交聯聚合形成三維網絡或是互穿網絡結構并且與溶劑相結合組成的體系。凝膠吸收溶劑后自身體積明顯增大的性質是高分子凝膠的溶脹特性。如水凝膠在水中可吸水并顯著溶脹，具有溶脹特性。凝膠的溶脹過程可分為兩個階段：第一階段是液體分子滲透進入凝膠中并與大分子產生相互作用形成溶劑化層的過程，這一過程通常時間相對較短并且伴有放熱效應和溶脹現象；第二階段液體分子將繼續滲透，促進凝膠進一步溶脹，最終達到溶脹平衡。高分子凝膠的溶脹過程實際上是兩種相反趨勢的平衡過程，首先液體分子試圖滲透到網絡內部，使凝膠體積溶脹，導致三維分子網絡的伸展。同時，交聯點之間的分子鏈的伸展降低了它的構象熵值，增加了分子網絡的彈性收縮力，導致網絡收縮。當兩種相反趨勢互相抵消時,凝膠將達到溶脹平衡。高分子凝膠的溶脹特性與多種因素相關，例如溶質與溶劑的種類與性質，外部環境以及網絡交聯結構等

溶脹性能是高分子凝膠的一種基本性能。高分子凝膠的溶脹率研究者用來表征溶脹性能的一個重要指標。高分子材料溶脹性能的測試最初是采用間斷稱重溶脹樣品或在某刻度管中讀取總體積變化的方法，這些方法不僅操作繁瑣、費時、誤差大，而且不能隨時記錄下加入溶劑瞬間的溶脹行為，更不能用來檢測高分子凝膠溶脹應力的大小。并且，由于高分子凝膠的溶脹率除受樣品結構組成等內在因素的影響外，還受測定條件等外部因素的影響。在測定上存在困難。溶脹應力同樣是衡量高分子凝膠溶脹性能的重要指標。高分子凝膠在溶脹過程中，勢必對于承載凝膠的壁面產生壓力，壁面因壓力的作用產生形變，產生抵抗外力作用的內力，我們稱壁面某一點單位面積上的內力為應力。左榘，喬鳳軍等人設計了一種溶脹性能測定儀，利用傳感技術和計算機采集，數據處理技術相結合，能讀出溶脹應力。但到目前為止，這種溶脹性能測定儀并沒有得到實際的應用。

目前，國內還沒有設定統一的溶脹特性的測定標準與測定方法。同一產品的同一性能指標，使用的測定方法不同，所得的測定結果也不相同。因此，不同的研究者按照各自的方法對所研制的產物的溶脹性能表征，所得結果之間無法進行客觀的比較與評價。如此看來，適當統一高分子凝膠性能指標的測定方法，無論對于科技研究，還是生產應用，都是非常重要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種凝膠溶脹應力的快速測定方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：

一種凝膠溶脹應力的快速測定方法，其特征在于：操作步驟包含如下：

步驟S1，室溫下分別稱取多份被測樣品，將各個被測樣品放置于各個管狀容器的樣品槽內，放置好預處理過的濾膜并蓋上密封蓋，管狀容器的一端設置有一個密封蓋，密封蓋上設置有至少一個通孔，管狀容器另一端為敞口端，放置一根可以推動的壓縮桿；

步驟S2，適當振動管狀容器壁使被測樣品盡量堆砌緊密，在敞口端用壓縮桿將被測樣品壓實，讓被測樣品與濾膜緊密接觸；

步驟S3，室溫下在燒杯中量取一定量的蒸餾水，將各個管狀容器的樣品槽朝下一一對應放入燒杯中；

步驟S4，將燒杯放置于電子天平上，并將電子天平置零；

步驟S5，將上述裝置置于支架底板上，調節平行夾板的高度至剛好與壓縮桿接觸，并調節平行夾板和支架底板的相對位置固定，此時，電子天平開始顯示讀數；