用于对测量聚合物熔体流动指数时的重力变化的校正制造技术

公开了用于在一位置处测量聚合物的熔体流动指数时对重力变化进行校正的方法和装置。例如，一些实施例可以涉及例如至少部分地基于该位置的纬度来确定表示该位置处的重力相对于标准重力变化的程度的值。该值可用于校正在该位置处使用塑性仪对聚合物测量到的熔体流动指数。

Correction of gravity change in measurement of polymer melt flow index

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对测量聚合物熔体流动指数时的重力变化的校正
技术介绍
塑性仪是用于测量聚合物的流动特性的仪器。例如，塑性仪可用于测量聚合物的熔体流动指数(MFI)，熔体流动指数也被称为熔体流动速率(MFR)，其被定义为经受规定温度的聚合物在通过规定的重量配重施加的压力作用下在10分钟内流动通过具有特定直径和长度的毛细管的质量。在美国，ASTMD1238定义了塑性仪的各种特性以及用于确定聚合物的熔体流动指数的步骤。图1描绘了代表性的塑性仪。具有预定质量的载重105作用于直径为9.4742mm的活塞110。待测量MFI的聚合物被活塞驱动，该聚合物行进通过直径9.5504mm的料筒。聚合物被驱动通过直径为2.095mm且长度为8.000mm的毛细管。秤135测量被驱动通过毛细管的挤出物的质量。温度控制元件130将聚合物加热到特定的预定温度，并使用温度传感器125监测该温度。聚合物的MFI可以表明其强度、在温度下降解的趋势和/或对某些制造工艺的适用性。工程师通常寻求MFI在特定范围内的聚合物，例如具有足够高的MFI值以使聚合物可以容易地成形为特定制品，以及具有足够低的MFI值以使制品在机械上足够强以达到其预期用途。附图说明图1示出了根据现有技术的塑性仪；图2是根据本专利技术的一些实施例的代表性塑性仪，其具有适于在测量聚合物的MFI时对变化的重力进行校正的部件；图3是根据本专利技术的一些实施例的流程图，其描绘了用于在测量聚合物的MFI时对变化的重力进行校正的代表性步骤；以及图4是可以用于实现本专利技术的各方面的代表性计算机系统。具体实施方式受让人已经认识到，塑性仪和标准(例如ASTMD1238)主要是在工业化国家开发的，这些国家位于承受大致相同的重力的地球区域。其结果是，重力的变化性在开发设备或步骤中不受主要关注。受让人还认识到，制造设施和其它测试设施却越来越多地位于靠近地球赤道的地区，在这些地区(例如马来西亚、印度尼西亚和印度)人工成本低于工业化国家。受让人进一步认识到，鉴于纬度和其它因素会导致重力变化，因此这些地区的重力不同于许多工业化国家的重力，并且这种差异会导致给定聚合物的MFI测量值发生变化。在这方面，“标准重力”通常被认为等于9.80665m/s2。但是，在赤道附近的纬度处，重力会降低多达0.3％。受让人已经认识到，这种差异直接影响了由塑性仪的载重在测量聚合物的MFI时所施加的力，因此在一个地理位置针对给定聚合物测量的MFI可能会与在另一地理位置针对相同聚合物测量的MFI显著不同。虽然术语“质量”和“重量”通常可以互换使用，重量是一种力，但是质量是与重力一起确定该力的大小的物理属性。也就是说，载重在一位置处的重量等于其质量乘以该位置处的重力。除其它事项外，ASTMD1238规定，载重和活塞组合(例如，图1所示的载重105和活塞110)的质量为2.16kg。通常对包括载重的砝码进行调整，以达到针对该程序指定的精确质量。载重/活塞组合所施加的压力P被定义为每单位面积的力。即，(1)P＝F/A,其中，F是载重/活塞组合的重量，等于其质量m乘以重力g(即，F＝mg)，并且A是在塑性仪的料筒内的面积。其结果是，(2)P＝mg/A,其中，m等于(例如，被建立为)w/g标准。因此，载重/活塞组合在特定位置施加的压力由以下公式给出(3)P＝((w/g标准)*g)/A，或者P＝(g/g标准)*w/A，其中，g标准是标准重力，并且g是该位置处的重力。应理解到，例如熔融聚合物的流体对于由重力的变化引起的剪切应力的相对较小的变化被认为是牛顿流体，这意味着驱动力与流体速度矢量的变化率成比例。在本专利技术的一些实施例中，可以至少部分地基于该位置的纬度来估计特定位置处的重力g。例如，可以使用以下公式估算特定纬度φ处的重力g：(4)g{φ}＝9.780327m/s2(1+0.0053024sin2φ–0.0000058sin22φ)当然，应理解到，重力还会受纬度以外的因素影响。在这方面，受让人已经认识到，重力会受到位置的高度或深度、当地地形和地质和/或其它因素的影响。例如，高度会对重力造成影响的程度由g{h}＝-3.086*10-6h给出，其中h是海拔高度。因此，在估计特定位置处的重力g时，本专利技术的一些实施例可以采用这些其它因素中的任何或所有，而替代上面的公式(4)给出的因素或者补充于上面的公式(4)给出的因素。某个位置的估计重力g可用于对在该位置测量聚合物的MFI时的任何重力变化进行校正，即，用于确定聚合物在标准重力下的MFI。在这方面，假定聚合物是牛顿流体意味着对该位置处的重力变化的任何校正都可以直接并入到用于MFI的公式中，用于MFI的公式如下：(5)MFI＝600M/T,其中，M是在时间T(以秒为单位)内收集的材料的质量(以克为单位)。因此，并入对重力变化的校正意味着对于在一位置处进行的MFI测量，标准重力下的MFI由下式给出：(6)MFI＝(g标准/g)*600M/T,其中，M是在时间T(以秒为单位)内收集的材料的质量(以克为单位)，g标准是标准重力，并且g是该位置处的估计重力。因此，可以看出，g标准/g表示特定位置处的重力相对于标准重力变化的程度。从前述内容应理解到，如果使用者错误地假设在重力与标准重力显著不同的位置处标准重力作用于塑性仪的载重/活塞组合，则在该位置处测量的聚合物的MFI会明显不同于在重力接近标准重力的不同位置处测量的聚合物的MFI。为了说明，如果在重力接近标准重力的位置处执行ASTMD1238限定的步骤，并且在10分钟内挤出了1.000克聚合物，则该聚合物的MFI将被测量为1.000g/10min。但是，如果在赤道附近的位置对同一聚合物执行相同的步骤，则该聚合物的MFI会低至0.997g/10min。在例如MFI的精确测量中，这种大小的差异会产生重大后果。作为一个示例，由于制造设备和/或工艺通常是针对MFI在特定范围内的材料设计的，因此与材料的预期MFI值的这种显著差异会导致使用者错误地得出设备和/或工艺需要进行修改以适合该材料的结论，这会使成本显著增加。作为另一个示例，实体会希望验证从新供应商处购买的聚合物是否是根据预定规范生产的，并且与该聚合物的预期MFI值的显著差异会导致该实体错误地得出规范没有被遵守的结论。图2描绘了根据本专利技术的一些实施例的代表性装置200，其被构造成在执行MFI测量时对重力的变化进行校正。装置200在许多方面与装置100(图1)类似，除了由秤135产生的读数被作为输入提供给校正控制器140，该校正控制器140产生包括MFI值的输出145，该MFI值校正了由于执行MFI测量的位置而引起的重力变化。该输出能够以多种方式中的任何方式来生成。例如，校正控制器140可以使用上面给出的公式(4)来计算该位置处的估计重力g，或者可以基于装置200将在其处执行MFI测量的已知位置预先计算出g。校正控制器140随后可以采用g来使用上面的公式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n测量仪器，所述测量仪器适于测量聚合物在一位置处的熔体流动指数；以及/n控制器，所述控制器被配置成用于确定所述聚合物在标准重力下的熔体流动指数，其中，所述聚合物在标准重力下的熔体流动指数被至少部分基于使用所述测量仪器在所述位置处测量到的熔体流动指数和表示所述位置处的重力相对于标准重力变化的程度的值来确定。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170831 US 62/552,5831.一种装置，包括：
测量仪器，所述测量仪器适于测量聚合物在一位置处的熔体流动指数；以及
控制器，所述控制器被配置成用于确定所述聚合物在标准重力下的熔体流动指数，其中，所述聚合物在标准重力下的熔体流动指数被至少部分基于使用所述测量仪器在所述位置处测量到的熔体流动指数和表示所述位置处的重力相对于标准重力变化的程度的值来确定。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，表示所述位置处的重力相对于标准重力变化的程度的所述值被至少部分地基于所述位置的纬度来确定。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，表示所述位置处的重力相对于标准重力变化的程度的所述值被计算为g标准/g，其中，g标准是等于9.80665m/s2的标准重力，并且g表示在纬度φ处的重力，并由g{φ}＝9.780327m/s2(1+0.0053024sin2φ–0.0000058sin22φ)给出。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量仪器包括塑性仪。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述塑性仪适于根据ASTMD1238测量所述聚合物的熔体流动指数。


6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器至少部分地通过软件来实现。


7.一种方法，包括以下动作：
(A)针对一位置确定表示所述位置处的重力相对于标准重力变化的程度的值；
(B)采用在动作(A)中确定的所述值来确定聚合物在标准重力下的熔体流动指数。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述动作(A)包括至少部分地基于所述位置的纬度来确定表示所述位置处的重力相对于标准重力变化的程度的值。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述动作(A)包括通过计算g标准/g来确定表示所述位置处的重力相对于标准重力变化的程度的值，其中，g标准是等于9.80665m/s2的标准重力，并且g表示在纬度φ处的重力，并由g{φ}＝9.780327m/s2(1+0.0053024sin2φ–0.0000058sin22φ)给出。


10.根据权利要求7所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·曹扎斯蒂，M·P·莱奥纳尔迪，
申请(专利权)人：单尼斯科仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US