专利名称：树脂的2成分混合药液的平衡溶胀量的预测方法
技术领域：
本发明涉及对树脂的2成分混合药液的平衡溶胀量进行预 测的方法。
背景技术：
树脂的1成分药液的平衡溶胀量的预测被记载于Flory著的 (Flory， P丄Principles of Polymer Chemistry; Cornell University Press: Ithaca, NY, 1953 )，但2成分混合药液中的平衡溶胀量的 预测几乎未曾进行。
发明内容
平衡溶胀量是耐化学药品性试验的必须项目，在树脂部件 的产品设计中极其重要。特别是结晶性树脂由于大多用于需要 耐化学药品性的场合，因而大多情况下结晶性树脂的平衡溶胀 量是必须的。2成分混合药液的平衡溶胀量若是筒单地以各自的 药液l成分中的平衡溶胀量乘以各自的混合比后合计的值来推 定的话，显著偏离实际的平衡溶胀量，无法预测哪个混合比的 情况下平衡溶胀量是最大的。为此，有必要实际用混合比不同 的混合药液反复实施浸渍试验，需要很多的时间和工夫，因而 需要有效的预测方法。
将树脂浸渍到以任意比率混合的2成分所形成的混合药液 中时的平衡溶胀量可由式(1)、 (2)、 (3)计算求出。
此外，结晶性树脂中，通过使结合点间的单体单元数取被 片晶夹持的非晶部的平均厚度除以晶格中的分子链轴方向上的 单体单元的长度所得的值，在几乎没有或有些许的成为结合点
的主链分支点的树脂中也可应用计算式。
通过使用扩展l成分药液的平衡溶胀量的式子而导出的、如
下的式(1 )、 ( 2)、 ( 3 )，从而可计算求出2成分混合药液的平衡 溶胀量。这里，平衡溶胀量是指渗透到浸渍于药液的树脂中 的药液的饱和重量相对于浸渍前的树脂重量以百分数表示的量。
在3成分以上的混合药液中，通过对各自在l成分药液中的 平衡溶胀量最多的成分和第二多的成分实施本发明，可近似地 预测平衡溶胀量。
<formula>formula see original document page 4</formula>
这里，V,、 V2、 V3表示溶胀的树脂中的体积分数、 V,为混合药液的第 一 成分的平衡溶胀体积分数、
V 2为混合药液的第二成分的平衡溶胀体积分数、
V 3为树脂的平衡溶胀体积分数。
502、 Xi3、 5C23表示弗洛里-赫金斯(Flory - Huggins )相互作 用参数、
X,2为混合药液的第一成分与第二成分的相互作用参数、 & 3为混合药液的第 一 成分与树脂的相互作用参数、
5023为混合药液的第二成分与树脂的相互作用参数。
n为结合点间的单体单元数。 u,为混合药液中的第 一 成分的体积分数。 此外，Xi3和5C23可如下求出通过实际测定将树脂分别浸渍 到仅有第 一成分的药液和仅有第二成分的药液中时的平衡溶胀
量，从而由式(4)和(5)分别计算求出。
<formula>formula see original document page 5</formula> (4)
<formula>formula see original document page 5</formula> (5)
》2可通过测定蒸气压来求出。此外，这些值使用已在文献
中给出的值也无妨。
此外，将树脂分别浸渍到仅有第 一 成分的药液和仅有第二 成分的药液中时的平衡溶胀量，加上实际测定浸渍到以任意某
一混合比率u,混合的二成分混合药液中时的平衡溶胀量，由此
可使用由式(4 )和(5 )分别求出的5Ci3和X23的值，由式(1 )、 (2)、 (3)计算求出5d2。
结晶性树脂由结晶部和非晶部的层叠结构构成，形成结晶 部的片晶(crystalline lamella )相互以连4妻分子(tie molecule ) 连结，被片晶夹持的部分(包含连接分子)为非晶部。因此， 通过将结晶部视为与具有交联结构的非晶性树脂中的高分子的 结合点同等，从而对于结晶性树脂，也可决定结合点间的单体 单元数n，可预测平衡溶胀量。
结晶性树脂中，由于只有树脂的非晶部被2成分药液溶胀， 因而有必要求出非晶部的比例。例如，可通过用密度法测定结 晶化度，,人而求出非晶部的比例。
由片晶和非晶部形成的层叠结构中的非晶部的平均厚度可 例如由小角X射线散射求出。
大部分树脂的晶体结构已被解析，文献中给出了晶格的长 度和单体数，可以得知分子链轴方向上的单体单元的长度。通 过将非晶部的厚度除以晶格中的分子链轴方向上的单体单元的
长度，可确定两端被纳入结晶部的非晶部中的部分链的单体单元数n。
使用上述参数，由式(1 )、 ( 2)、 ( 3 )计算求出树脂的非晶 部的各成分的体积分数，从而求出浸渍到由2成分构成的混合药 液时的平衡溶胀量。
图1为将参考的实验值和实施例1的通过计算求得的预测值 绘制而成的图。
具体实施例方式
实施例
以下，通过实施例具体说明本发明，但本发明并不限于此。 实施例1
计算求出聚苯硫醚(PPS)树脂的60。C时在甲苯(Toluene) Z乙醇(Ethanol )混合药液中的平衡溶胀量，与实际的测定值 相比4交。
(PPS树脂的各种参数)
结晶化度30% (用 一般的方法由密度测定来确定。) 非晶部的厚度6.6nm (用 一般的方法由小角X散射测定
来确定。)
晶格中的分子链轴方向上的单体单元的长度1.026 /2 =0.513腿
PPS的晶才各c4由(分子《连轴方向)长度1.026nm PPS的形成晶格的单体数2
-结合点间的单体单元数n = 6.6 / 0.513 = 12.9 接着，药液l取Toluene (密度0.87160g / cm3 ),通过实验
求出平衡溶胀量(60°C )。
平衡溶胀量由浸渍前的试验片重量与浸渍平衡后的试验片 重量之差获得。
相对于100gPPS (密度1.35g/cm3 )为7.27g 由结晶化度求得的非晶分数为0.70、树脂的密度为1.35, 因此为
100x0.70 1.35+ 0.872
将这些结果代入前述式(4)进行计算，则混合药液的第一 成分与树脂的相互作用参数为Xb=1.45。
药液2取乙醇(Ethanol )(密度0.7893g/ cm3 ),通过实验求 出平衡溶胀量(60°C )。
相对于100gPPS (密度1.35g/cm3)为0.85g,通过与上述 同样的计算，v3 = 0.980。
将这些结果代入前述式(5)进行计算，则混合药液的第二 成分与树脂的相互作用参数为5C23 = 3.01。
药液l - 2间的相互作用参数(60°C )为
》2 = 1.75 (文献中间值)、药液混合比u, = 0.75时，式(1 )、
(2 )、 ( 3 )如下。 v, + v2 + v3 = 1
Inv, + v， + (1 — v,)(l .75v2 + 1.45v3) —3.01v2v3 + J^(v, — = ln(0.75)+ L"75(1 -。.75)2
Inv2 + v3 + 0 — v2 )(l .75v, + 3.01v，)-1.45v'v3 +丄[v3% — = ln(l - 0,75)+1,75(0.75)2
其角罕为v! = 0.110、 v2 = 0.020、 v3 = 0.870。
通过如下的联立方程式，算出高分子凝胶的溶胀平衡时的
药液l ( Toluene )、药液2 ( Ethanol )的重量(分别为W, 、 W2 )'
<formula>formula see original document page 8</formula>由此，平衡溶胀量以重量变化率表示的话，为6.66%。 药液混合比Ul = 0.50的情况下也同样计算。 W! + W2 = 6.05 重量变化率为6.05%。
药液混合比LH = 0.25的情况下也同样计算。 W, + W2 = 4.51 重量变化率为4.51%。 参考例
使用与实施例l相同成分、相同比例的混合药液，通过实验 求出60°C日寸的每100g PPS的平衡溶月长量。
药液混合比u1=0.75时的平衡溶胀量为W, + W2= 6.59。 即，重量变化率为6.59%。
药液混合比u1=0.50时的平衡溶胀量为W, + W2= 6.08。 即，重量变化率为6.08%。
药液混合比u1=0.25时的平衡溶胀量为W, + W2 = 4.30。 即，重量变化率为4.30%。
权利要求
1.一种平衡溶胀量预测方法，其由式(1)、(2)、(3)计算求出将树脂浸渍到2成分混合药液时的平衡溶胀量，这里，νl、ν2、ν3表示溶胀的树脂中的体积分数、ν1为混合药液的第一成分的平衡溶胀体积分数、ν2为混合药液的第二成分的平衡溶胀体积分数、ν3为树脂的平衡溶胀体积分数，χ1 2、χ13、χ23表示弗洛里-赫金斯相互作用参数、χ12为混合药液的第一成分与第二成分的相互作用参数、χ13为混合药液的第一成分与树脂的相互作用参数、χ23为混合药液的第二成分与树脂的相互作用参数，n为结合点间的单体单元数，u1为混合药液中的第一成分的体积分数。
2. 根据权利要求l所述的平衡溶胀量预测方法，在树脂为 结晶性树脂的情形中，n为将被片晶夹持的非晶部的平均厚度除 以晶格中的分子链轴方向上的单体单元的长度所得的值。
3. 根据权利要求2所述的平衡溶胀量预测方法，结晶性树 脂为聚苯硫醚。
全文摘要
本发明提供树脂的2成分混合药液的平衡溶胀量的预测方法。详细地说，由式(1)、(2)、(3)计算求出将树脂浸渍到2成分混合药液时的平衡溶胀量。(公式如上)。这里，v<sub>1</sub>、v<sub>2</sub>、v<sub>3</sub>表示溶胀的树脂中的体积分数、v<sub>1</sub>为混合药液的第一成分的平衡溶胀体积分数、v<sub>2</sub>为混合药液的第二成分的平衡溶胀体积分数、v<sub>3</sub>为树脂的平衡溶胀体积分数。χ<sub>12</sub>、χ<sub>13</sub>、χ<sub>23</sub>表示弗洛里-赫金斯相互作用参数、χ<sub>12</sub>为混合药液的第一成分与第二成分的相互作用参数、χ<sub>13</sub>为混合药液的第一成分与树脂的相互作用参数、χ<sub>23</sub>为混合药液的第二成分与树脂的相互作用参数。n为结合点间的单体单元数。u<sub>1</sub>为混合药液中的第一成分的体积分数。
文档编号G01N33/44GK101363834SQ200810134939
公开日2009年2月11日 申请日期2008年8月7日 优先权日2007年8月7日
发明者藤井靖久 申请人:宝理塑料株式会社