時(shí)域NMR法研究熱處理對(duì)聚乙烯相結(jié)構(gòu)的影響

李 森，宋建會(huì)，鄭 萃，姚雪容

（中國(guó)石化 北京化工研究院，北京 100013）

聚烯烴的使用性能很大程度上決定于在成型加工過(guò)程中所形成的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)[1］。對(duì)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（又稱相結(jié)構(gòu)）的定量分析有助于更加深入理解聚烯烴的使用性能。結(jié)晶高聚物的相結(jié)構(gòu)主要由相組成、相區(qū)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)性及相區(qū)含量表征。隨著對(duì)相結(jié)構(gòu)研究的深入開展，普遍認(rèn)為聚烯烴的相結(jié)構(gòu)至少為三相結(jié)構(gòu)，即晶區(qū)、無(wú)定形區(qū)和界面區(qū)，界面區(qū)指的是晶區(qū)與無(wú)定形區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)域[2-13］。

NMR技術(shù)是信息量最豐富的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)表征技術(shù)之一。當(dāng)溫度高于聚烯烴無(wú)定形區(qū)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，聚烯烴中氫原子核的橫向弛豫時(shí)間T2譜（簡(jiǎn)稱T2譜）一般可分解為三部分，分別表征晶區(qū)、界面區(qū)、無(wú)定形區(qū)[14］。不同的相區(qū)有著各自特征性的T2，有幾個(gè)T2就有幾個(gè)相區(qū)。T2的長(zhǎng)短反映了該相區(qū)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的快慢，因此可以用T2的個(gè)數(shù)和長(zhǎng)短反映聚烯烴的相組成和相區(qū)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)性。通過(guò)對(duì)T2數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，可以獲得不同T2值所代表相區(qū)的比例關(guān)系，該比例關(guān)系即可表征各T2值對(duì)應(yīng)相區(qū)的含量。

本工作利用時(shí)域核磁共振儀測(cè)試不同類型的聚乙烯試樣，得到它們的T2譜，再經(jīng)過(guò)CONTIN軟件反演[15］獲得T2反演分布圖，從而獲得聚乙烯的相結(jié)構(gòu)信息，并研究了聚乙烯在熱處理前后相結(jié)構(gòu)的變化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試樣

試樣1：高密度聚乙烯（HDPE），中國(guó)石化福建煉油化工有限公司；試樣2：中密度聚乙烯（MDPE），中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司；……