一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法技术

本发明专利技术提供了一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法，具体为：a)通过dCP谱图与dCDPz谱图得到接触时间为τ或0的

Quantitative analysis method for content of components in polytetrafluoroethylene blends

The present invention provides a quantitative content of PTFE blends in the analysis method, specifically: a) spectra obtained the contact time of tau or 0 by dCP spectrum and dCDPz

【技术实现步骤摘要】
一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法
本专利技术涉及大型分析仪器的测试方法
，尤其涉及一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)是一种十分重要的含氟聚合物，具有许多杰出的性能，包括耐高温、耐腐蚀、不粘、自润滑、优良的介电性能以及极低的摩擦系数等。PTFE应用广泛，可以与其它机械强度高的工业塑料共混，如聚对羟基苯甲酸酯、聚甲醛、聚酰亚胺和聚苯乙烯等，一方面可以大大提升共混材料的机械性能，另一方面也可以保持PTFE的优良性质，如耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性等。研究发现，PTFE在共混物中的配比对聚合物的综合性能直接相关，因而在材料的研发和生产阶段，准确测量PTFE在共混物中的含量十分关键。然而PTFE几乎不溶于所有的溶剂，这为准确测量共混物中PTFE的组分含量带来了困难。目前，可供选择的定量测量方法有热重分析、98％硫酸法和红外光谱技术等；其中，热重分析和硫酸法检测中，样品结构都受到破坏，因此样品无法回收；而红外光谱技术需要通过对一系列已知配比的标样进行检测，并绘制特征峰的工作曲线来获取定量的信息，因此前期准备工作多，操作较为繁琐。固体核磁共振技术的直接激发实验(DP)是一种可靠、准确的定量检测方法，脉冲序列示意图如图1(a)所示，图1(a)为单脉冲高功率去偶实验(DP)脉冲序列示意图。实现DP定量性的关键是每次采集信号前的弛豫恢复时间D1需要满足D1≥5T1，其中T1为样品体系中S原子核(13C、29Si等)的自旋晶格弛豫时间。然而，多数样品体系中S核的T1很长，一般是几分钟甚至几十分钟。而自然丰度较低的13C、29Si等谱图需要累加一千次以上，因此DP所耗费的实验时间一般为十几个小时到数周，这大大降低了DP技术作为常规定量表征技术的可行性。与DP不同，固体核磁共振的交叉极化技术(CP)的测量时间很短，所采集的谱图信噪比很高，然而常规的CP技术不具有定量性。因此2008年，舒婕等人提出了一种定量的CP方法-QCP/QCPRC法，该方法需要同时使用CP和CDP两种实验脉冲技术(如图1(b)和(c)所示，图1(b)为交叉极化(CP)实验脉冲序列示意图，图1(c)为交叉去极化(CDP)实验脉冲序列图)，通过一定的数据处理过程来得到定量的信息。与DP方法相比，该方法可以在较短的实验时间内实现纯净物或混合物的定量检测。然而，PTFE中19F的自旋自旋弛豫时间(T2F)较长，要求CDP实验中的自旋锁定场B1的锁定时间Td较长，这提高了仪器的占空比，容易对仪器探头的元件造成损伤。此外，由于聚四氟乙烯共混物中往往同时包含有19F-13C和1H-13C两种体系，而QCP/QCPRC法仅适用于单一的19F-13C或1H-13C体系，因此对于绝大多数的PTFE共混物，QCP/QCPRC法不适用。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法，该方法能够定量分析出聚四氟乙烯共混物中聚四氟乙烯及其它共混组分的含量，且准确度较高。本申请提供了一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法，包括以下步骤：A)，将聚四氟乙烯共混物置于固体核磁共振波谱仪中，采集一张交叉极化接触时间tcp为τ的13CdCP谱图和两张接触时间tcp分别为0和τ的13CdCDPz谱图，再分别对三张谱图进行傅里叶变换、相位矫正和基线矫正，然后对13C谱峰进行积分，得到IdCP(τ)、IdCDPz(0)和IdCDPz(τ)；B)，根据公式dCDPz(τ)＝IdCDPz(τ)/IdCDPz(0)，得到13C基团的交叉去极化效率dCDPz(τ)；根据公式dCP(t)+dCDPz(t)＝1，得到接触时间为τ时的13C基团的交叉极化效率dCP(τ)；C)，根据公式IdCPQ＝IdCP(τ)/dCP(τ)，得到13C基团的交叉极化谱峰的定量积分值IdCPQ；D)，根据公式γ＝IdCPQ(PTFE)/IdCPQ(PX)，得到聚四氟乙烯共混物中聚四氟乙烯与共混物中其他组分的含量比值γ；其中，γ为聚四氟乙烯共混物中聚四氟乙烯与共混物中其他组分的含量比值；IdCPQ(PTFE)为聚四氟乙烯中CF2所对应的13C谱峰的定量积分值；IdCPQ(PX)为共混组分中其他聚合物特征基团13C谱峰的定量积分值。优选的，所述dCP脉冲序列中13C的自旋锁定脉冲为ramp形状脉冲，1H与19F的自旋锁定脉冲为矩形脉冲。优选的，所述dCDPz脉冲序列中13C的两次交叉极化过程之间为两个时间间隔为td的90°脉冲，且13C的自旋锁定脉冲为ramp形状脉冲，1H与19F的自旋锁定脉冲为矩形脉冲。优选的，所述固体核磁共振波谱仪的魔角旋转速率为10kHz，1H、19F、13C的90°脉冲的宽度均为0.9～7μs，对应的功率为278～36kHz。优选的，所述dCDPz谱图中脉冲序列的tp为0.5～3ms，td为5～200ms。优选的，所述dCP谱图和所述dCDPz谱图中的τ为100～1000μs。优选的，所述聚四氟乙烯共混物包括聚四氟乙烯与丙氨酸的混合物或聚四氟乙烯和聚苯乙烯的混合物。本申请提供了一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法，具体为：a)通过dCP谱图与dCDPz谱图得到接触时间为0或τ的13C谱峰的积分值IdCP(τ)、IdCDPz(0)和IdCDPz(τ)；b)分别根据不同的公式，得到dCDPz(τ)与dCP(τ)的值，再根据两者的公式，得到交叉极化谱峰的定量积分值IdCPQ；c)根据公式，得到聚四氟乙烯共混物中聚四氟乙烯和其它组分的比值。本申请使用dCP实验和dCDPz实验所采集的13C谱不具有定量性，通过对谱图中积分值进行简单的数学处理后，得到了定量的信息，该方法省时且准确，适用的体系主要包括PTFE/工业塑料的共混物及其他19F-13C/1H-13C共混体系，所检测的定量信息包括共混物中分子内基团的定量表征和共混物中组分含量的测量。附图说明图1为现有技术的脉冲序列图；图2为本专利技术提供的dQCP法所使用的实验脉冲序列图；图3为聚四氟乙烯共混物中各组分化学结构式及13C{1H/19F}dCP谱图；图4为以聚四氟乙烯/丙氨酸共混物为检测体系，应用dCP和dCDPz实验绘制的dCP(t)、dCDPz(t)和sum(t)曲线图；图5为以聚四氟乙烯/聚苯乙烯共混物为检测体系，应用dCP和dCDPz实验绘制的dCP(t)、dCDPz(t)和sum(t)曲线图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法，包括以下步骤：A)，将聚四氟乙烯共混物置于固体核磁共振波谱仪中，采集一张交叉极化接触时间tcp为τ的13CdCP谱图和两张接触时间tcp分别为0和τ的13CdCDPz谱图，再分别对三张谱图进行傅里叶变换、相位矫正和基线矫正，然后对13C谱峰进行积分，得到IdCP(τ)、IdCDPz(0)和IdCDPz(τ)；B)，根据公式dCDPz(τ)＝IdCDPz(τ)/IdCDPz(0)，得到13C基团的交叉去极化效率dCDPz(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法，包括以下步骤：A)，将聚四氟乙烯共混物置于固体核磁共振波谱仪中，采集一张交叉极化接触时间t

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯共混物中组分含量的定量分析方法，包括以下步骤：A)，将聚四氟乙烯共混物置于固体核磁共振波谱仪中，采集一张交叉极化接触时间tcp为τ的13CdCP谱图和两张接触时间tcp分别为0和τ的13CdCDPz谱图，再分别对三张谱图进行傅里叶变换、相位矫正和基线矫正，然后对13C谱峰进行积分，得到IdCP(τ)、IdCDPz(0)和IdCDPz(τ)；B)，根据公式dCDPz(τ)＝IdCDPz(τ)/IdCDPz(0)，得到13C基团的交叉去极化效率dCDPz(τ)；根据公式dCP(t)+dCDPz(t)＝1，得到接触时间为τ时的13C基团的交叉极化效率dCP(τ)；C)，根据公式IdCPQ＝IdCP(τ)/dCP(τ)，得到13C基团的交叉极化谱峰的定量积分值IdCPQ；D)，根据公式γ＝IdCPQ(PTFE)/IdCPQ(PX)，得到聚四氟乙烯共混物中聚四氟乙烯与共混物中其他组分的含量比值γ；其中，γ为聚四氟乙烯共混物中聚四氟乙烯与共混物中其他组分的含量比值；IdCPQ(PTFE)为聚四氟乙烯中CF2所对应的13C谱峰的定量积分值；IdCPQ(PX)...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒婕，顾佳丽，张田田，余磊，李晓虹，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32