[發明專利]一種測定茂金屬聚乙烯支鏈長度及含量的熱分析方法

在審

• 申請號: 202111672459.2
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN116413305A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 李新樂;李景慶;李華姝;周逸;孫鑫;胡泓梵;張雪芹;辛世煊;李陽;蔣世春
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/04;G01B21/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明公開一種測定茂金屬聚乙烯支鏈長度及含量的熱分析方法，包括以下步驟：(1)用差示掃描量熱儀將含長支鏈的茂金屬聚乙烯升溫；2)進行連續自成核和淬火；(3)升溫熔融后對得到的DSC曲線進行分峰處理，得到各擬合峰對應的熔點T_m和熔融熱焓ΔH_m；(4)由T_m和ΔH_m分別確定出對應的茂金屬聚乙烯長支鏈的長度及含量，支鏈的長度MSL＝2(CH₂)/(1?(CH₂))，其中(CH₂)＝exp(0.31764?131.61/T_m)，T_m的單位是K；長支鏈的含量X_c＝ΔH_m/293，ΔH_m的單位是J/g。本發明所提供的方法，對具有茂金屬聚乙烯的長支鏈的數量及其長度進行了有效的評估。

技術領域

本發明屬于聚合物表征技術領域，具體涉及一種測定茂金屬聚乙烯支鏈長度及含量的熱分析方法。

背景技術

具有長支鏈的高分子材料，因其長支鏈的存在，為其加工性能和制品性能匹配帶來了很多便利，同時也為制品的最終使用性能帶來了很大的競爭優勢。如聚丙烯可通過長鏈支化后提高熔體輕度以適應發泡制品生產的需要，從而獲得硬而韌的聚丙烯泡沫材料，在包裝等領域有廣泛應用。

聚乙烯因鏈結構上的差異帶來密度的不同而可劃分為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及線性低密度聚乙烯等具體的聚乙烯材料品種。其中高密度聚乙烯主要是線性鏈，低密度聚乙烯則有較多的長鏈支化結構，線性低密度聚乙烯則通過共聚引入了一些共聚單體而在主鏈上含有一定含量的短支鏈，這些不同的鏈結構也為不同聚乙烯帶來了相應的結晶結構特點以及相應的力學性能和加工性能優勢。

隨著催化劑的研究發展，對聚乙烯鏈結構的精細調控技術得到了很大的提升，并因此獲得了具有各種鏈化學結構的聚乙烯材料，因而對其鏈化學結構的分析表征和測定有很大的需求。茂金屬聚乙烯相較于齊格勒-納塔催化劑等非均相催化體系制備的聚乙烯，具有更窄的分子量分布，分子鏈結構更加均一，含有部分長支鏈，對于茂金屬聚乙烯鏈支化結構的分析，已受到廣泛關注。

對聚乙烯鏈中大量短支鏈的測定分析，目前已經形成了比較有效的分析測試方法，主要通過核磁或者紅外等技術即可解決。但當聚乙烯中含有少量長支鏈的時候，因長支鏈的數量比較少，長支鏈和主鏈之間在化學組成上的差異不明顯，因而核磁和紅外等對短支鏈有效的技術方法遇到了很大的困難，而通過凝膠滲透色譜等體積排斥的方法或者通過動態線性或非線性流變學的方法，則只能定性地確定聚乙烯長支鏈的存在與否，或者進一步能定性地評估出長支鏈支化程度的高低，而難以對長支鏈的數量及其長度進行有效的評估。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測定茂金屬聚乙烯支鏈長度及含量的熱分析方法，以解決現有技術中的分析方法不能有效地定量評估茂金屬聚乙烯長支鏈的長度和含量的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種測定茂金屬聚乙烯支鏈長度及含量的熱分析方法，包括以下步驟：

(1)用差示掃描量熱儀將含長支鏈的茂金屬聚乙烯升溫；

(2)進行連續自成核和淬火；

(3)升溫熔融后對得到的DSC曲線進行分峰處理，得到各擬合峰對應的熔點T_m和熔融熱焓ΔH_m；

(4)由T_m和ΔH_m分別確定出對應的茂金屬聚乙烯長支鏈的長度及含量，

支鏈的長度MSL＝2(CH₂)/(1-(CH₂))，其中(CH₂)＝exp(0.31764-131.61/T_m)，T_m的單位是K；