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专利名称：确定聚合物的虚拟性质的系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及应用于树脂开发的聚合物表征，并且更具体地，涉及预测聚合 物的虚拟密度或与密度相关的各种虚拟聚合物性质，作为设计要求各种机械和物理性质的 用于特殊终端应用的树脂的方法。
背景技术：
此章节意欲提供背景信息以有助于更好地理解本发明的各个方面。因此，这些叙 述要以这个角度来阅读，而非承认是现有技术。聚合技术的发展已经使全世界每年生产超过2800亿磅的众多的聚合物，这些聚 合物掺入至各种终端产品中。聚烯烃、尼龙、聚苯乙烯，聚酯、聚乙烯醇(PVC)和聚氨酯是一 小部分掺入至产品中的聚合物，其可用于零售和药物包装、食品和饮料包装、家用和工业容 器、器具、家具、地毯、汽车部件、管道、滚筒、燃油罐、土工膜、导管和各种其他的工业品和消费品。当小分子(单体)与其他单体化学键合以形成聚合链时在聚合期间通过将单体连 接成链而形成聚合物。如果仅一种类型的单体聚合，则该聚合物称为均聚物。两种或更多种 不同的单体的混合物的聚合导致共聚物的形成，在共聚物中两个单体进入链中。聚合可在 任何合适的聚合反应器中发生，包括但不限于液相反应器、回路淤浆反应器或气相反应器。由于共聚物分布、支化程度和SCB分布(SCBD)、结晶度和热性质，聚合物通过聚合 程度、分子量(MW)、分子量分布(MWD)、多分散指数(PDI)、短链分支(SCB)来进行化学描述。在聚合期间，聚合物的分子可生长至不同的尺寸，产生的聚合物MW实际上是链中 分子的重量的变化的平均值。例如，聚乙烯的MW通常表示为重均分子量(Mw)或数均分子量 (Mn)。Mn可以被定义为所有分子的总重量除以分子的数目。从数学上，Mn定义如下，其中Mi 是在特定摩尔(xi)或重量(wi)分数时的分子量。
权利要求
1.一种确定聚合物的虚拟密度的方法，包括a)确定多个作为聚合物的分子量(MW)和分子量分布(MWD)图的函数的密度值，其中所 述多个密度值的各个值在跨MWD图的不同MW位置处确定；以及b)将所述多个密度值相加以获得所述虚拟密度；其中所述MW和所述MWD包括作为测 量的性质获得的数据、作为数字确定值提供的数据、通过将所述作为测量的性质获得的数 据曲线拟合而获得的数据、作为任意指定的值提供的数据或其组合。
2.一种确定具有短链分支(SCB)的聚合物的虚拟密度的方法，包括a)确定多个作为聚合物的分子量(MW)和分子量分布(MWD)图的函数的密度值，其中所 述多个密度值的各个值在跨MWD图的不同MW位置处确定；以及b)针对SCB对密度抑制的贡献度，调整所述多个密度值，以获得调整的密度值；以及c)将所述调整的密度值相加以获得虚拟密度；其中所述SCB、MW和MWD包括作为测量 的性质获得的数据、作为数字确定值提供的数据、通过将所述作为测量的性质获得的数据 曲线拟合而获得的数据、作为任意指定的值提供的数据或其组合。
3.一种确定聚合物的虚拟密度的方法，包括a)使用以下方程对跨所述聚合物的分子量分布图的各个分子量(MW)确定计算的密度 值，以获得多个计算的密度值；P = [a-bLogM]其中系数a和b通过对IogM和测量的密度值的数据集的最小二乘拟合来确定；以及b)将步骤a)的所述多个计算的密度值使用以下方程相加，以获得所述虚拟密度；
4.一种确定具有短链分支(SCB)的聚合物的虚拟密度的方法，包括a)使用以下方程对跨所述聚合物的分子量分布图的各个分子量(MW)确定计算的密度 值，以获得多个计算的密度值；P = [a-bLogM]其中系数a和b通过对IogM和测量的密度值的数据集的最小二乘拟合来确定；以及b)使用以下方程，将所述多个计算的密度值的抑制和与所述聚合物的PDI有关的SCB 掺入相关联，以获得密度的变化；
5.一种确定聚合物虚拟密度值的方法，包括选择与聚合物密度相关的性质，并且基 于测量的密度数据和测量的聚合物性质数据，构建校准曲线；以及使用所述校准曲线来估 计在跨聚合物的分子量分布图的各个分子量点处的性质值，从而获得多个计算的性质值； 以及将所述计算的性质值相加以获得所述聚合物虚拟性质值；其中所述MW和所述MWD包括作为测量的性质获得的数据、作为数字确定值提供的数 据、通过将所述作为测量的性质获得的数据曲线拟合而获得的数据、作为任意指定的值提 供的数据或其组合。
6.如权利要求1的方法，其中所述MW、所述MWD或其组合包括SEC、GPC、NMR或SEC/ FTIR数据。
7.如权利要求1的方法，其中所述聚合物的虚拟密度为约0.906g/cm3至约1. Olg/cm3。
8.如权利要求2的方法，其中所述聚合物的虚拟密度为约0.906g/cm3至约1. Olg/cm3。
9.如权利要求1的方法，其中所述聚合物是单峰的、双峰的或为聚合物的共混物。
10.如权利要求2的方法，其中所述聚合物是烯烃。
11.如权利要求2的方法，其中所述聚合物包含共聚单体。
12.如权利要求11的方法，其中所述共聚单体是1-己烯、1-辛烷、1-丁烯、1-戊烷、 1-癸烯、苯乙烯或其组合。
13.如权利要求1的方法，其中所述聚合物是半晶体。
14.如权利要求3的方法，其中步骤a和b的任一步通过软件应用程序来进行。
15.如权利要求4的方法，其中步骤a_d的任一步通过软件应用程序来进行。
16.如权利要求14的方法，其中所述软件应用程序与能够接收数据和计算结果的系统相结合。
17.如权利要求15的方法，其中所述软件应用程序与能够接收数据和计算结果的系统相结合。
18.如权利要求5的方法，其中所述与聚合物密度相关的性质是结晶度、熔点、自然拉 伸比、杨氏模量、屈服强度或其组合。
19.如权利要求1的方法，其中所述MWD包括Schultz-Flory分布的MWD图。
全文摘要
本发明的名称是确定聚合物的虚拟性质的系统和方法。用于预测或计算与半结晶聚合物的聚合物结构相关的虚拟聚合物性质或计算与聚合物结构相关的各种虚拟聚合物性质的系统和方法，其作为设计要求各种机械和物理性质的用于特殊终端应用的树脂的方法。
文档编号G01N9/00GK101995363SQ201010248520
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月5日 优先权日2009年8月7日
发明者D·C·罗尔芬, P·J·德洛里耶 申请人:切弗朗菲利浦化学公司