[发明专利]橡胶分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶分析方法(在下文中，也简称为“分析方法”)，特别涉及用于评价超高分子量组分和具有许多支链的天然橡胶和/或二烯类合成橡胶的高阶结构如分子量、支链和凝胶率(gel fraction)的橡胶分析方法。

背景技术

近年来，考虑到环境问题和天然橡胶优异的物理性能，天然橡胶的重要性不断增加。了解基本结构参数如分子量对具有新功能的天然橡胶的研发和管理生产的天然橡胶是重要的。不仅对于天然橡胶而且对于二烯类合成橡胶，了解基本结构参数如分子量对管理生产的合成橡胶是重要的。

通常，下述方法已用于分析天然橡胶和二烯类合成橡胶的高阶结构：将橡胶溶于有机溶剂如四氢呋喃(THF)，然后用过滤器过滤在THF中不溶的杂质如橡胶组分，由此通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量分子量分布。例如，非专利文献1-3公开了将场流分级(field flow fractionation，在下文中，也称为“FFF”)装置或FFF与多角度光散射(在下文中，也称为“MALS”)检测器用于天然橡胶或二烯类合成橡胶的结构分析。在这些文献中，样品的预处理方法或分析数据的分析方法是不适当的，并且作为天然橡胶或二烯类合成橡胶的高阶结构的分析方法，所述方法已不令人满意。

相关技术文献

非专利文献

非专利文献1：Journal of Natural Rubber Research,1997,Vol.12(3),p.154-165

非专利文献2：Macromolecules,1995,28,p.6354-6356

非专利文献3：Bull.Korean Chem.Soc.,2000,Vol.21,No.1,p.69-74

发明内容

发明要解决的问题

通常，因为在使用常规GPC的分析方法中获得的天然橡胶或二烯类合成橡胶的平均分子量或分子量分布的信息与加工的物理性能如门尼粘度对应不好，一直担心在该方法中未获得固有分子量分布。这是因为，在构成天然橡胶或二烯类合成橡胶的溶剂可溶组分中，超高分子量组分在作为GPC预处理的过滤器过滤过程中被过滤器(孔径：0.45μm)排除了，因而通过GPC获得的分子量分布中不包括所述组分。此外，作为实验事实，当天然橡胶的THF溶液借助于加压过滤等通过孔径为0.45μm的过滤器时，很快堵塞所述过滤器以致压力增大，由此过滤需要很长时间，这已成为问题。这是因为天然橡胶含有不溶于THF的交联凝胶组分和溶于THF但未通过所述0.45μm的过滤器的超高分子量组分。另一方面，在GPC中，因为所述未通过0.45μm的过滤器的组分有可能未通过在入口和出口具有多孔性穿孔过滤器如筛网或玻璃料(frit)并填充有细填料的柱子，过滤器过滤的预处理是必不可少的，因此，在此类过滤器过滤是必不可少的常规方法中排除了超高分子量组分。因此，已经要求一种天然橡胶和二烯类合成橡胶的分析方法，其中可分析可溶于有机溶剂而不能通过0.45μm的过滤器的超高分子量组分。

因此，本发明的目的是解决上述问题，并提供一种橡胶分析方法，其中可分析包括不能在常规方法中分析的超高分子量组分的天然橡胶和二烯类合成橡胶。

用于解决问题的方案

本发明人集中研究发现，使用下述方法能够只挑选出含有超高分子量组分的可溶组分进行分析，由此完成本发明，在所述方法中，使溶于有机溶剂的天然橡胶和/或二烯类合成橡胶进行10,000G至1,000,000G的离心加速度范围内的超速离心，以分离所述溶液中的可溶组分和不溶组分。

具体地说，本发明所述橡胶分析方法的特征在于包括：溶解过程，其中将天然橡胶和/或二烯类合成橡胶溶于有机溶剂；和分离过程，其中使溶解有所述天然橡胶和/或二烯类合成橡胶的溶液进行10,000G至1,000,000G的离心加速度下的离心，从而分离所述溶液中的可溶组分和不溶组分。

在本发明中，所述溶液中分离的可溶组分能够通过FFF装置来分析，更具体地说，能够通过连接有测量分子量和回转半径用MALS检测器的FFF装置(在下文中，也称为“FFF-MALS”)来分析。在这里，所述FFF装置指的是如下装置：其中样品溶液通过100μm至500μm的空隙(沟槽)，在样品溶液通过所述沟槽时施加场(场)，由此能够进行分子量分离。对于所述场施加方法，使用离心力、温度差或电场。非对称流FFF装置是适合的，其中将在一侧的所述空隙的壁设置为半透膜，并且其中用注射泵从所述壁抽吸溶剂。