一种基于热塑聚合物结晶过程的过冷温度测量方法与流程

本发明属于温度测量和温度记录领域，是新型的温度测量方法，尤其是涉及一种基于热塑聚合物结晶过程的过冷温度测量方法。

背景技术：

随着现代经济的发展，新产品从生产厂家到用户手中都需要经历一段较长时间的储存和运输过程，这就对储存和运输技术的要求日益加深。例如，现代医药行业，疫苗的种类随着现代医药技术的发展逐年增加，其中绝大部分的疫苗都是需要在运输和储存的过程中维持在一定的温度区间内，如果在这一过程中储存不当（温度过低或过高）都有可能造成疫苗变质或失效，对人类的危害程度可想而知。这就需要在运输和储藏的过程后能够获取到运输过程中的温度变化，确定温度是否超过了所限定的温度区间。

虽然现代的温度获取设备有很多，但大体上主要以电子设备为主，电子设备的缺点有很多，例如：由于在运输过程中的工作人员违规操作，为了节约运输成本，关闭冷藏设备，从而导致货物变质，尤其是在药品冷藏运输中，这是最危险的。而记忆合金作为一种新型的温度测量技术，无需供电也可长时间保存温度历史信息（专利号：CN102944326A），但造价偏高而且受形状记忆合金相变温度范围得限制，因此应用性较差。而基于聚合物的温度测量方法成本较低，（公告号为CN102944326B），但目前只能用于温度过热的监测。

技术实现要素：

本发明针对上述问题提供一种利用热塑聚合物结晶过程中的温度记忆效应，来测量供应链中产品的过冷温度历史的方法。这种方法测得的温度可长时间保存，材料可重复利用的一种基于热塑(包括部分结晶)聚合物结晶过程的过冷温度测量方法。同时，方法还具有生产成本低，容易选取，加工简单，抗潮湿，无需外部供电等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于热塑聚合物结晶过程的过冷温度测量方法，包括下述步骤：

步骤1、取5-200mg的热塑聚合物作为过冷温度测量材料；

步骤2、将所述热塑聚合物直接粘贴到被测量产品的表面或包装盒的内、外部后开始过冷温度的测量；

步骤3、测量结束后，通过热学分析仪器对所述热塑聚合物测量材料进行分析，并将分析结果与原始测量结果比较，即可得出被测量的产品在测量过程中是否经历超出最低温度的过程，以及得出具体超出最低温度多少度的信息值；

步骤4、将所述热塑聚合物加热处理，实现所述过冷温度测量材料的重复利用。

所述用于过冷温度测量的热塑聚合物采用：石蜡，热熔胶，聚氨酯，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚氯乙烯，尼龙，聚碳酸酯，聚氨酯，聚四氟乙烯（特富龙），聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚甲醛中的一种。

所述过冷温度测量材料形状可以是任意形状颗粒、条状、片状或薄膜状。

所述用于过冷温度测量的聚合物其结晶温度区间在需要检测的过冷温度范围，并且其结晶转变开始温度为所需测量产品的正常最低许可温度或高于此温度。

本发明采用热塑聚合物的过冷温度测量方法，与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明所选用的测量材料便宜，容易选取，加工简单，可重复使用，是产品供应链中一种理想的过冷温度测量方法。

2、本发明所使用的材料生产成本相对较低，制作过程比较简单，同时使用5-200mg即可完成测量，因此产品的体积很小，便于携带和存放，可在测量中大量使用。

3、本发明所测得的数据结果具有很好的安全性和稳定性，不易丢失，并且测量材料本身性质稳定，可在潮湿和有腐蚀性的环境中使用；该发明可在无需外部供电支持的条件下，长时间保存所测得的温度数据结果。

附图说明

图1是热熔胶材料最低值低于51℃的分析曲线图。

图2是热熔胶材料一次降温最小值54℃的分析曲线图。

图3是热熔胶材料一次降温最小值50℃的分析曲线图。

图4是热熔胶材料一次降温最小值46℃的分析曲线图。

图5是热熔胶材料一次降温最小值72℃的分析曲线图。

图6是热熔胶材料冷却停止温度与熔化转变过程的热焓值之间的对应曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的范围之内。

一种基于热塑聚合物结晶过程的过冷温度测量方法，包括下述步骤：

步骤1、取5-200mg的热塑聚合物作为过冷温度测量材料；

步骤2、将所述热塑聚合物直接粘贴到被测量产品的表面或包装盒的内、外部后开始过冷温度的测量；

步骤3、测量结束后，通过热学分析仪器（市购产品差分扫描仪）对所述热塑聚合物测量材料进行分析，并将分析结果与原始测量结果比较，即可得出被测量的产品在测量过程中是否经历超出最低温度的过程，以及得出具体超出最低温度多少度的信息值；

步骤4、将所述热塑聚合物加热处理（例如：加热至完全熔化温度二十摄氏度以上），实现所述过冷温度测量材料的重复利用。

所述用于过冷温度测量的热塑聚合物采用：石蜡，热熔胶，聚氨酯，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚氯乙烯，尼龙，聚碳酸酯，聚氨酯，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚甲醛中一种。

所述用于过冷温度测量的热塑聚合物采用：石蜡，热熔胶，聚氨酯，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚氯乙烯，尼龙，聚碳酸酯，聚氨酯，聚四氟乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚甲醛中任选几种（3-5种）。

所述用于过冷温度测量的热塑聚合物采用如下原料混合，混合物组成份数为：石蜡1-3份，热熔胶1-3份，聚氨酯1-3份，聚乙烯1-3份，聚丙烯1-3份，聚苯乙烯1-3份，聚甲基丙烯酸甲酯1-3份，聚氯乙烯1-3份，尼龙1-3份，聚碳酸酯1-3份，聚氨酯1-3份，聚四氟乙烯1-3份，聚对苯二甲酸乙二醇酯1-3份，聚甲醛1-3份。

所述用于过冷温度测量的热塑聚合物采用如下原料混合，混合物组成份数为：石蜡2份，热熔胶2份，聚氨酯2份，聚乙烯2份，聚丙烯2份，聚苯乙烯2份，聚甲基丙烯酸甲酯2份，聚氯乙烯2份，尼龙2份，聚碳酸酯2份，聚氨酯2份，聚四氟乙烯2份，聚对苯二甲酸乙二醇酯2份，聚甲醛2份。

所述过冷温度测量材料形状可以是任意形状颗粒、条状、片状或薄膜状。

所述用于过冷温度测量的聚合物其结晶温度区间在需要检测的过冷温度范围，并且其结晶转变开始温度为所需测量产品的正常最低许可温度或高于此温度。

图1是采用热熔胶材料，并使用本发明方法测量到一次降温最低值低于热熔胶材料的结晶转变完成温度（51.0℃）后的差示热量扫描法分析曲线。

图2是采用热熔胶材料，并使用本发明方法测量到一次降温最小值（54℃）介于热熔胶材料的结晶转变开始温度（67.2℃）与结晶转变完成温度（51.0℃）之间的差示热量扫描法分析曲线。

图3是采用热熔胶材料，并使用本发明方法测量到一次降温最小值（50℃）介于热熔胶材料的结晶转变开始温度（67.2℃）与结晶转变完成温度（51.0℃）之间的差示热量扫描法分析曲线。

图4是采用热熔胶材料，并使用本发明方法测量到一次降温最小值（46℃）介于热熔胶材料的结晶转变开始温度（67.2℃）与结晶转变完成温度（51.0℃）之间的差示热量扫描法分析曲线。

图5是采用热熔胶材料，并使用本发明方法测量到一次降温最小值（72.0℃）高于热熔胶材料的结晶转变开始温度（67.2℃）的差示热量扫描法分析曲线。

图6是采用热熔胶材料，并按照图1至图5所示方法，通过一系列实验，获得的冷却停止温度（T_s）与采用差示热量扫描法测得的对应熔化转变过程的热焓值（ΔH）之间的对应关系曲线。

实施例1

一种基于热塑聚合物的过冷温度测量方法，包括下述步骤：

步骤1、准备适当重量（例如：5mg）和任意形状（例如：薄片状）的聚氯乙烯作为过冷温度测量材料；

步骤2、将所述的过冷温度测量材料直接粘贴于被测量的产品的表面或储存箱的内部或外部后即刻进行过冷温度的测量；

步骤3、测量结束后，采用差示热量扫描法对所述的过冷温度测量材料进行分析，并将结果与原始测量结果比较，即可得出被测量的产品在测量过程中是否经历过超出最低温度的过程，再根据T_s与ΔH之间的对应关系（例如图6所示），即可得出超出最低温度多少度的信息；

步骤4、将所述的过冷温度测量材料加热处理（例如：加热至熔化转变完成温度二十摄氏度以上），可实现所述的过冷温度测量材料的重复利用。

实施例2

一种基于热塑聚合物的过冷温度测量方法，包括下述步骤：

步骤1、取适当重量（例如：30mg）和任意形状（例如：颗粒状）的石蜡作为过冷温度测量材料；

步骤3、测量结束后，采用差示热量扫描法对所述的过冷温度测量材料进行分析，并将结果与原始测量结果比较，即可得出被测量的产品在测量过程中是否经历过超出最低温度的过程，再根据T_s与ΔH之间的对应关系（例如图6所示），即可得出超出最低温度多少度的信息；其它步骤同实施例1，不再赘述。

实施例3

一种基于热塑聚合物的过冷温度测量方法，包括下述步骤：

步骤1、取适当重量（例如：18mg）和任意形状（例如：棒状）的尼龙作为过冷温度测量材料；

步骤3、测量结束后，采用差示热量扫描法对所述的过冷温度测量材料进行分析，并将结果与原始测量结果比较，即可得出被测量的产品在测量过程中是否经历过超出最低温度的过程，再根据T_s与ΔH之间的对应关系（例如图6所示），即可得出超出最低温度多少度的信息；其它步骤同实施例1，不再赘述。

实施例4

一种基于热塑聚合物的过冷温度测量方法，包括下述步骤：

步骤1、取适当重量（例如：20mg）和任意形状（例如：条状）的热熔胶作为过冷温度测量材料；

步骤3、测量结束后，采用差示热量扫描法对所述的过冷温度测量材料进行分析，并将结果与原始测量结果比较，即可得出被测量的产品在测量过程中是否经历过超出最低温度的过程，再根据T_s与ΔH之间的对应关系（例如图6所示），即可得出超出最低温度多少度的信息；其它步骤同实施例1，不再赘述。

实施例5

一种基于热塑聚合物的过冷温度测量方法，包括下述步骤：

步骤1、取适当重量（例如：24mg）和任意形状（例如：片状）的聚四氟乙烯（特富龙）作为过冷温度测量材料；

步骤3、测量结束后，采用差示热量扫描法对所述的过冷温度测量材料进行分析，并将结果与原始测量结果比较，即可得出被测量的产品在测量过程中是否经历过超出最低温度的过程，再根据T_s与ΔH之间的对应关系（例如图6所示），即可得出超出最低温度多少度的信息；其它步骤同实施例1，不再赘述。

本发明测量原理：

一、按图1至图5所示方法，通过一系列实验，获得的冷却停止温度（T_s）与采用差示热量扫描法测得的对应熔化转变过程的热焓值（ΔH）之间的对应关系曲线（如图6所示）。

二、在被测量产品一次的降温值超过热塑(包括部分结晶)聚合物材料的结晶转变完成温度的条件下，对所述的过冷温度测量材料采用差示热量扫描法进行分析，则测量前的原始曲线的特征值（峰值面积）与其测量完成后的测试曲线新特征值（峰值面积）相同，具体降温值无法判断，如图1所示。

三、当所测量的产品发生一次降温，并且温度介于该热塑(包括部分结晶)聚合物材料结晶转变开始温度和结晶转变完成温度之间时，对所述的过冷温度测量材料采用差示热量扫描法进行分析，则测量前的原始曲线的特征值（峰值面积）与其测量完成后的测试曲线新特征值（峰值面积）不同，即可判断被测量温度曾低于最低许可温度，并且根据事先测得的此材料降温中的所降温度与之后产生的新特征值（ΔH）之间的对应关系（如图6所示），可以得出超出最低许可温度的具体数值，如图2至图4所示。

四、在被监测产品发生一次降温，且降温的温度值高于该热塑(包括部分结晶)聚合物材料结晶转变开始温度的条件下，对所述的过冷温度监测材料采用差示热量扫描法进行分析，其监测完成后的测试曲线为一条近似的直线，可判断在本次监测过程中，最小温度值没有超过最低许可温度，如图5所示。