[发明专利]表征聚合物的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

要求了欧洲专利申请No. 10013391.7(2010年10月7日申请)的优先权，它对于全部有用的目的以全部内容引入这里供参考。

技术领域

本发明的领域涉及利用凝胶渗透色谱(GPC)方法针对直接从生产聚合物的过程中取得的样品，自动测定在溶液中生产的聚合物(尤其聚碳酸酯)的溶液粘度和/或熔体体积流动速率(MVR)的方法和装置。具体地，该方法使得可以测定聚合物，优选直接从界面过程中取得的聚碳酸酯(PC)的溶液粘度和/或MVR。

背景技术

溶液粘度和/或MVR是表征聚合物，尤其是聚碳酸酯的重要参数。在聚合物的工业生产中，重要的是测量在生产过程的非常早期阶段中的所述性能，从而允许根据需要进行干预以调整生产过程。

采用乌氏粘度计所进行的聚合物溶液的相对溶液粘度(ηrel)的测量，和采用熔体指数试验设备所进行的熔体体积流动速率(MVR)的测量，是表征聚碳酸酯的成熟分析方法 (Schnell, Hermann, Polymer Reviews（聚合物综述）. Vol. 9: Chemistry and Physics of Polycarbonates（聚碳酸酯化学和物理）, 1964)。溶液粘度是根据DIN 51562进行测定的；MVR是根据DIN EN ISO 1133进行测定的。 然而，实现该目的的两种方法的主要缺点是实际上不可能针对浓的PC溶液进行测量。对于能够在线测量溶液粘度的方法，待测试的PC溶液需要稀释(至约0.5wt%)。这对于装置和控制技术，对于从PC生产过程取出的PC溶液样品的稀释和为了确保试样的浓度是正确的所采用的控制措施而言意味着附加的成本，这一分析测定方法因此不适合于实现该目的。对于MVR值的测定，PC溶液首先需要完全干燥。再次，这意味着高的附加成本。

根据本发明的方法因此采用尺寸排除色谱法或凝胶渗透色谱法(GPC)。通过使用已知摩尔质量的校正聚合物和使用乌氏粘度计测量这些的溶液粘度和/或使用熔体指数测试设备测量这些的MVR值，有可能建立校正关系，该关系允许由GPC方法例如针对分子量测定的数据换算成溶液粘度和/或MVR。

GPC方法作为各种生产过程的连续监测的分析方法的应用原则上是已知的，因为用于这一目的的色谱柱在将样品手工施加于GPC柱中的静态“离线”方法中以及在多个顺序分析的各种情况下早已证明是成功的。

在迄今已知的方法中，如果需要获得可再现的测量结果，浓的含聚合物的溶剂相在它们施加于GPC柱中之前需要稀释。在常规方法中，高于10wt%的聚碳酸酯溶液用相同溶剂稀释到显著低于1wt%，优选0.2wt%，这样，约100μl的可再现量利用样品施加系统可被施加于GPC柱中。然而，如果该量的样品直接从过程中计量加入到GPC柱上，例如以强度16wt%的聚碳酸酯溶液的形式，则所得到的是GPC柱的完全过载并且不是有用的结果，即使该浓溶液的高粘度实际上允许通过样品施加系统进行可再现的施加。 

因此一直在尝试解决自动取样和计量的问题。WO 2001/083583 A1以举例方式描述了通过使用GPC测定来自界面方法的PC的分子量的在线测量方法，并且描述了试验数据的评价和传输，延伸到反应的控制。然而，所除去的含PC的溶剂相没有除去无机盐的残留物和除去水。这些次要成分会引起在GPC柱上分子量测量的相当大的破坏作用和损害测量结果。同样，没有合适的商购的、能够实现该高浓度溶液的精确计量和注射的样品施加系统。WO 2001/083583 A1没有给出在这一类型的高浓度下限制样品的量，以便从GPC方法获得结论性的测量结果的任何有用方法的指示。在WO 2001/083583 A1中也没有可用的任何其它实验数据，并且在该文件中没有导致本发明技术方案的教导。