[發(fā)明專利]PBT-TDI混合體系固化反應(yīng)原位測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011064017.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112198147B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康燕;于新海;田鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G06F17/18;G06T11/20
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

本發(fā)明公開了一種PBT?TDI混合體系固化反應(yīng)原位測試方法，包括如下步驟：首先，基于不同混合比例的PBT?TDI混合體系，采集其拉曼光譜，建立TDI相對峰強(qiáng)度，即TDI中異氰酸根與PBT中疊氮峰強(qiáng)度之比，與TDI濃度的線性回歸模型曲線；其次，獲得PBT?TDI混合體系固化反應(yīng)時的拉曼光譜，所述拉曼光譜包括TDI中異氰酸根的實時特征峰強(qiáng)度和PBT中疊氮官能團(tuán)的實時特征峰強(qiáng)度，計算出TDI相對峰實時強(qiáng)度；最后將TDI相對峰實時強(qiáng)度應(yīng)用于所述線性回歸模型曲線中實時監(jiān)測TDI濃度。本發(fā)明可通過線性回歸模型曲線快速得出PBT?TDI混合體系在固化反應(yīng)中TDI的濃度，簡化了該反應(yīng)的動力學(xué)研究過程，實現(xiàn)了PBT?TDI混合體系固化反應(yīng)快速、實時和精確監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PBT-TDI混合體系固化反應(yīng)原位測試方法。

背景技術(shù)：

疊氮粘合劑具有能量高的特點，與推進(jìn)劑的其他組分相容性好，適合在少煙、無煙的高能推進(jìn)劑中作為含能熱塑性聚氨酯彈性體使用。其中，3,3’-雙(疊氮甲基)環(huán)氧丁烷-四氫呋喃共聚醚，簡稱為PBT，是一類常用的疊氮粘合劑，以PBT為軟段，甲苯二異氰酸酯，簡稱為TDI為固化劑，通過黏合劑PBT端羥基與TDI中的異氰酸根生成氨基甲酸酯的放熱反應(yīng)，化合物分子交聯(lián)成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但是PBT固化后的性能受很多固化因素的影響，如熱應(yīng)力等的影響。PBT-TDI混合體系固化反應(yīng)固化反應(yīng)動力學(xué)一直是此研究過程的難點。

拉曼光譜是一種振動光譜，能夠反映化合物的結(jié)構(gòu)，攜帶豐富的指紋信息。拉曼光譜的信號強(qiáng)度與待分析物濃度之間的關(guān)系遵循朗伯比爾定律，在一定濃度范圍內(nèi)信號強(qiáng)度與濃度成正比。原位拉曼光譜技術(shù)能夠?qū)崟r跟蹤、動態(tài)地跟蹤反應(yīng)過程，PBT是疊氮化合物，在固化反應(yīng)過程中，是PBT端羥基與TDI中的異氰酸根反應(yīng)，PBT的疊氮官能團(tuán)不參與反應(yīng)，并且其峰位于2108cm^-1，TDI中的異氰酸根的峰位于2284cm^-1?，F(xiàn)有技術(shù)中，利用原位拉曼光譜裝置原位跟蹤PBT和TDI的固化反應(yīng)過程的研究鮮有公開。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種新的分析技術(shù)監(jiān)控PBT和TDI的反應(yīng)過程，搭建了原位反應(yīng)裝置，實時采集反應(yīng)過程中的拉曼光譜，利用兩個化合物特征官能團(tuán)的特征譜峰，利用拉曼光譜信號強(qiáng)度變化與化合物濃度的變化之間的正比例關(guān)系，公開了基于拉曼光譜的研究PBT和TDI聚合反應(yīng)動力學(xué)的方法。

此發(fā)明的第一個功能，搭建了原位監(jiān)控PBT和TDI聚合反應(yīng)的裝置；

此發(fā)明的第二個功能優(yōu)化了拉曼光譜信號采集條件，包括激發(fā)波長，積分時間和功率等；

此發(fā)明的第三個功能，建立了相對峰高I₂₂₈₄/I₂₁₀₈與反應(yīng)過程的變化關(guān)系，實現(xiàn)了拉曼光譜監(jiān)控此反應(yīng)的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

1，采用壓縮空氣作為流通氣體，并在氣路中加入硅膠作為干燥劑去除水分；

2，采用了疊氮峰作為內(nèi)標(biāo)峰，實現(xiàn)了TDI消耗的定量分析，并且采用相對峰強(qiáng)定量消除了檢測過程中的測量誤差的影響；

3，采用633nm或是785nm作為激發(fā)波長，消除了體系中熒光的干擾；

4，優(yōu)化了激光功率，減少了激光熱效應(yīng)對反應(yīng)過程的影響。

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中由于影響PBT-TDI混合體系固化反應(yīng)的因素較多而導(dǎo)致該固化反應(yīng)的動力學(xué)研究難度增大的問題，并提供一種PBT-TDI混合體系固化反應(yīng)原位測試方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

步驟一、基于不同混合比例的PBT-TDI混合體系，建立TDI相對峰強(qiáng)度I₂₂₈₄/I₂₁₀₈與TDI濃度的線性回歸模型曲線；