確定聚合物的虛擬性質的系統和方法
2023-10-19 04:43:52 2
專利名稱：確定聚合物的虛擬性質的系統和方法
技術領域：
本發明總體上涉及應用於樹脂開發的聚合物表徵，並且更具體地，涉及預測聚合 物的虛擬密度或與密度相關的各種虛擬聚合物性質，作為設計要求各種機械和物理性質的 用於特殊終端應用的樹脂的方法。
背景技術：
此章節意欲提供背景信息以有助於更好地理解本發明的各個方面。因此，這些敘 述要以這個角度來閱讀，而非承認是現有技術。聚合技術的發展已經使全世界每年生產超過2800億磅的眾多的聚合物，這些聚 合物摻入至各種終端產品中。聚烯烴、尼龍、聚苯乙烯，聚酯、聚乙烯醇(PVC)和聚氨酯是一 小部分摻入至產品中的聚合物，其可用於零售和藥物包裝、食品和飲料包裝、家用和工業容 器、器具、家具、地毯、汽車部件、管道、滾筒、燃油罐、土工膜、導管和各種其他的工業品和消費品。當小分子(單體)與其他單體化學鍵合以形成聚合鏈時在聚合期間通過將單體連 接成鏈而形成聚合物。如果僅一種類型的單體聚合，則該聚合物稱為均聚物。兩種或更多種 不同的單體的混合物的聚合導致共聚物的形成，在共聚物中兩個單體進入鏈中。聚合可在 任何合適的聚合反應器中發生，包括但不限於液相反應器、迴路淤漿反應器或氣相反應器。由於共聚物分布、支化程度和SCB分布(SCBD)、結晶度和熱性質，聚合物通過聚合 程度、分子量(MW)、分子量分布(MWD)、多分散指數(PDI)、短鏈分支(SCB)來進行化學描述。在聚合期間，聚合物的分子可生長至不同的尺寸，產生的聚合物MW實際上是鏈中 分子的重量的變化的平均值。例如，聚乙烯的MW通常表示為重均分子量(Mw)或數均分子量 (Mn)。Mn可以被定義為所有分子的總重量除以分子的數目。從數學上，Mn定義如下，其中Mi 是在特定摩爾(xi)或重量(wi)分數時的分子量。
權利要求
1.一種確定聚合物的虛擬密度的方法，包括a)確定多個作為聚合物的分子量(MW)和分子量分布(MWD)圖的函數的密度值，其中所 述多個密度值的各個值在跨MWD圖的不同MW位置處確定；以及b)將所述多個密度值相加以獲得所述虛擬密度；其中所述MW和所述MWD包括作為測 量的性質獲得的數據、作為數字確定值提供的數據、通過將所述作為測量的性質獲得的數 據曲線擬合而獲得的數據、作為任意指定的值提供的數據或其組合。
2.一種確定具有短鏈分支(SCB)的聚合物的虛擬密度的方法，包括a)確定多個作為聚合物的分子量(MW)和分子量分布(MWD)圖的函數的密度值，其中所 述多個密度值的各個值在跨MWD圖的不同MW位置處確定；以及b)針對SCB對密度抑制的貢獻度，調整所述多個密度值，以獲得調整的密度值；以及c)將所述調整的密度值相加以獲得虛擬密度；其中所述SCB、MW和MWD包括作為測量 的性質獲得的數據、作為數字確定值提供的數據、通過將所述作為測量的性質獲得的數據 曲線擬合而獲得的數據、作為任意指定的值提供的數據或其組合。
3.一種確定聚合物的虛擬密度的方法，包括a)使用以下方程對跨所述聚合物的分子量分布圖的各個分子量(MW)確定計算的密度 值，以獲得多個計算的密度值；P = [a-bLogM]其中係數a和b通過對IogM和測量的密度值的數據集的最小二乘擬合來確定；以及b)將步驟a)的所述多個計算的密度值使用以下方程相加，以獲得所述虛擬密度；
4.一種確定具有短鏈分支(SCB)的聚合物的虛擬密度的方法，包括a)使用以下方程對跨所述聚合物的分子量分布圖的各個分子量(MW)確定計算的密度 值，以獲得多個計算的密度值；P = [a-bLogM]其中係數a和b通過對IogM和測量的密度值的數據集的最小二乘擬合來確定；以及b)使用以下方程，將所述多個計算的密度值的抑制和與所述聚合物的PDI有關的SCB 摻入相關聯，以獲得密度的變化；
5.一種確定聚合物虛擬密度值的方法，包括選擇與聚合物密度相關的性質，並且基 於測量的密度數據和測量的聚合物性質數據，構建校準曲線；以及使用所述校準曲線來估 計在跨聚合物的分子量分布圖的各個分子量點處的性質值，從而獲得多個計算的性質值； 以及將所述計算的性質值相加以獲得所述聚合物虛擬性質值；其中所述MW和所述MWD包括作為測量的性質獲得的數據、作為數字確定值提供的數 據、通過將所述作為測量的性質獲得的數據曲線擬合而獲得的數據、作為任意指定的值提 供的數據或其組合。
6.如權利要求1的方法，其中所述MW、所述MWD或其組合包括SEC、GPC、NMR或SEC/ FTIR數據。
7.如權利要求1的方法，其中所述聚合物的虛擬密度為約0.906g/cm3至約1. Olg/cm3。
8.如權利要求2的方法，其中所述聚合物的虛擬密度為約0.906g/cm3至約1. Olg/cm3。
9.如權利要求1的方法，其中所述聚合物是單峰的、雙峰的或為聚合物的共混物。
10.如權利要求2的方法，其中所述聚合物是烯烴。
11.如權利要求2的方法，其中所述聚合物包含共聚單體。
12.如權利要求11的方法，其中所述共聚單體是1-己烯、1-辛烷、1-丁烯、1-戊烷、 1-癸烯、苯乙烯或其組合。
13.如權利要求1的方法，其中所述聚合物是半晶體。
14.如權利要求3的方法，其中步驟a和b的任一步通過軟體應用程式來進行。
15.如權利要求4的方法，其中步驟a_d的任一步通過軟體應用程式來進行。
16.如權利要求14的方法，其中所述軟體應用程式與能夠接收數據和計算結果的系統相結合。
17.如權利要求15的方法，其中所述軟體應用程式與能夠接收數據和計算結果的系統相結合。
18.如權利要求5的方法，其中所述與聚合物密度相關的性質是結晶度、熔點、自然拉 伸比、楊氏模量、屈服強度或其組合。
19.如權利要求1的方法，其中所述MWD包括Schultz-Flory分布的MWD圖。
全文摘要
本發明的名稱是確定聚合物的虛擬性質的系統和方法。用於預測或計算與半結晶聚合物的聚合物結構相關的虛擬聚合物性質或計算與聚合物結構相關的各種虛擬聚合物性質的系統和方法，其作為設計要求各種機械和物理性質的用於特殊終端應用的樹脂的方法。
文檔編號G01N9/00GK101995363SQ201010248520
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優先權日2009年8月7日
發明者D·C·羅爾芬, P·J·德洛裡耶 申請人:切弗朗菲利浦化學公司