用于对测量聚合物熔体流动指数时的重力变化的校正

摘要

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。

权利要求

1.一种装置，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ASTM D1238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，其特征在于，所述动作(B)包括使用塑性仪确定所述聚合物在所述位置处的熔体流动指数。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述塑性仪适于根据ASTM D1238测量所述聚合物的熔体流动指数。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述动作(B)包括执行编程的指令，以确定所述聚合物在标准重力下的熔体流动指数。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述聚合物的熔体流动指数被使用包括载重和活塞的塑性仪来确定，并且所述动作(B)包括采用在所述动作(A)中确定的所述值来修改所述载重和所述活塞中的一个或多个的质量。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述聚合物的熔体流动指数被使用包括秤的塑性仪来确定，所述秤用于测量挤出物的质量，并且所述动作(B)包括采用在动作(A)中确定的所述值来调节所述秤。

15.至少一种计算机可读存储介质，所述至少一种计算机可读存储介质在其上编码有指令，所述指令在由计算系统执行时使所述计算系统执行包括以下动作的方法：(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。

16.根据权利要求15所述的至少一种计算机可读存储介质，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。

17.根据权利要求16所述的至少一种计算机可读存储介质，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，2

g标准是等于9.80665m/s 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。

18.根据权利要求15所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述动作(B)包括使用塑性仪确定所述聚合物在所述位置处的熔体流动指数。

19.根据权利要求18所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述塑性仪适于根据ASTM D1238测量所述聚合物的熔体流动指数。

说明书

用于对测量聚合物熔体流动指数时的重力变化的校正

背景技术

[0001] 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，ASTM D1238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。

[0002] 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。

[0003] 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

[0004] 图1示出了根据现有技术的塑性仪；

[0005] 图2是根据本发明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；

[0006] 图3是根据本发明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

[0007] 图4是可以用于实现本发明的各方面的代表性计算机系统。

具体实施方式

[0008] 受让人已经认识到，塑性仪和标准(例如ASTM D1238)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。

[0009] 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。

[0010] 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，ASTM D1238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。

[0011] 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，

[0012] (1)P＝F/A,

[0013] 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，

[0014] (2)P＝mg/A,

[0015] 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

[0016] (3)P＝((w/g标准)*g)/A，或者P＝(g/g标准)*w/A，

[0017] 其中，g标准是标准重力，并且g是该位置处的重力。

[0018] 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。

[0019] 在本发明的一些实施例中，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：

[0020] (4)g{φ}＝9.780327m/s2(1+0.0053024sin2φ–0.0000058sin22φ)

[0021] 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，本发明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。

[0022] 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：

[0023] (5)MFI＝600M/T,

[0024] 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：

[0025] (6)MFI＝(g标准/g)*600M/T,

[0026] 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。

[0027] 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ASTM D1238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。

[0028] 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。

[0029] 图2描绘了根据本发明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(6)和/或使用(一种或多种)任何其它合适的数学技术来计算MFI。随后可以例如经由图形用户界面或其它形式的显示来向装置200的用户显示输出145。

[0030] 应理解到，校正控制器140可以包括任何合适的部件或部件的集合，以执行上述功能和/或以上未描述的其它功能。校正控制器140可以使用硬件、软件或其组合来实现。当以软件实施时，软件代码可以在任何合适的处理器或处理器的集合上执行，无论是在单个计算机中提供的还是分布在多个计算机之间的处理器。校正控制器140能够以多种方式中的任何方式来实现，诸如利用专用硬件或利用使用微码或软件进行编程以执行上述功能和/或其它功能的通用硬件(例如，一个或多个处理器)来实现。下面参考图4提供了可以用于实现校正控制器140的代表性计算设备的详细描述。

[0031] 还应理解到，本发明不限于使用上文描述的数学技术来校正重力的变化，因为可以遵循多种方法中的任何方法。例如，本发明的一些实施例可以涉及使用手动程序、自动程序或其组合来调整或校准秤135，以考虑重力变化。本发明的一些实施例可以向载重105添加材料或者从载重105移除材料，以考虑重力的变化。可以使用多种技术中的任何技术来考虑测量聚合物的MFI时的重力变化，并且本发明不限于以任何特定方式来实现。

[0032] 图3描绘了用于在测量聚合物的MFI时对位置处的重力变化进行校正的代表性步骤300。代表性步骤300开始于动作310，其中确定一个值，该值表示该位置处的重力相对于标准重力变化的程度。例如，如上所述，g标准/g可以表示该位置处的重力相对于标准重力变化的程度，并且可以使用根据上面的公式(4)确定的g的值来计算。但是，应理解到，可以使用表示一位置处的重力相对于标准重力变化的程度的任何合适的值，并且可以通过任何合适的方式确定该值。

[0033] 代表性步骤300随后进行到动作320，其中，在动作310中确定的值被用于确定聚合物在标准重力下的MFI。这可以通过多种方式中的任何方式来执行。作为一个示例，在动作310中确定的值可以用于使用上面的公式(6)计算在标准重力下的MFI值(例如，通过例如使用控制器140(图2)来执行编程指令)。作为另一个示例，在动作310中确定的值可以用于确定对塑性仪的载重和/或活塞(例如，图1所示的载重105和/或活塞110)的质量的修改，以考虑重力变化。作为又一个示例，在动作310中确定的值可以用于调整用于测量挤出物的质量的秤，以便考虑重力变化。在确定聚合物在标准重力下的MFI时，可以使用任何合适的技术来应用动作310中的确定结果。代表性的步骤300随后完成。应理解到，虽然前面的描述仅参考ASTM D1238作为定义塑性仪的特性和确定聚合物的熔体流动指数所执行的步骤的标准，但是本发明不限于与由ASTM D1238定义的步骤相关地使用或者具有由ASTM D1238规定的特性的塑性仪。例如，本发明的一些实施例可以与由ISO 1133、各种基于美国以外的国家标准中的任何标准、一种或多种其它标准、或其组合所规定的塑性仪和/或步骤来相关地使用。

[0034] 如上所述，本发明的一些方面可以使用计算设备来实现。例如，校正控制器140可以全部或部分地使用计算设备实现，并且计算设备可以用于执行代表性步骤300。图4描绘了呈计算机410形式的通用计算设备，其可以用于实现本发明的某些方面。例如，计算机410或其部件可以构成上述音频控制器、移动设备和/或网络部件中的任何部件。

[0035] 在计算机410中，部件包括但不限于处理单元420、系统存储器430以及将包括系统存储器的各种系统部件耦合到处理单元420的系统总线421。系统总线421可以是多种类型的总线结构中的任何总线结构，包括使用多种总线体系结构中的任何总线体系结构的存储器总线或存储器控制器、外围总线和局部总线。作为示例而非限制，这种体系结构包括工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)本地总线和外围组件互连(PCI)总线，其中外围组件互连总线也被称为夹层总线。

[0036] 计算机410通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是能够由计算机410访问的任何可用介质，并且包括易失性介质和非易失性介质、可移动介质和不可移动介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字多功能磁盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或者可用于存储所需信息并且能够由计算机410访问的任何其它的一种或多种介质。通信介质通常将计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据体现在调制数据信号(例如载波或其它传输机制)中，并且包括任何信息传递介质。术语“调制数据信号”是指具有以将信息编码在信号中的方式来设定或改变其一个或多个特征的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质，以及诸如声学、RF、红外和其它无线介质的无线介质。以上任何内容的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

[0037] 系统存储器430包括呈易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质，例如只读存储器(ROM)431和随机存取存储器(RAM)432。包含帮助在计算机410内的元件之间传递信息(例如在启动期间)的基本程序的基本输入/输出系统433(BIOS)通常存储在ROM 431中。RAM 432通常包含数据和/或程序模块，这些数据和/或程序模块可立即被处理访问和/或当前正在通过处理单元420对其进行操作。作为示例而非限制，图4示出了操作系统434、应用程序435、其它程序模块439和程序数据437。

[0038] 计算机410还可以包括其它可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质。仅作为示例，图4示出了从不可移动的非易失性磁性介质读取或写入的硬盘驱动器441、从可移动的非易失性磁盘452读取或写入的磁盘驱动器451以及从可移动的非易失性光盘459(例如CD ROM或其它光学介质)读取或写入的光盘驱动器455。可以在示例性计算系统中使用的其它可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质包括但不限于：磁带盒、闪存卡、数字多功能盘、数字录像带、固态RAM、固态ROM等。硬盘驱动器441通常通过不可移动存储器接口(例如接口440)连接到系统总线421，并且磁盘驱动器451和光盘驱动器455通常通过可移动的存储器接口(例如接口450)连接到系统总线421。

[0039] 上面讨论并在图4中示出的驱动器及其相关的计算机存储介质给计算机410提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的存储。在图4中，例如，硬盘驱动器441被示为存储操作系统444、应用程序445、其它程序模块449和程序数据447。注意，这些部件可以与操作系统434、应用程序435、其它程序模块439和程序数据437相同或不同。在本文中给操作系统444、应用程序445、其它程序模块449和程序数据447赋予不同的数字，以说明它们至少是不同的副本。用户可以通过例如键盘492和指针设备491(通常被称为鼠标)、轨迹球或触摸板(例如，电容性或电阻性触摸屏)的输入设备来将命令和信息输入计算机410。其它输入设备(未示出)可以包括麦克风、操纵杆、游戏板、碟形卫星天线、扫描仪等。这些和其它输入设备通常通过耦合到系统总线的用户输入接口490连接到处理单元420，但是也可以通过其它接口和总线结构(例如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB))连接。监视器491或其它类型的显示设备也通过例如视频接口490的接口连接到系统总线421。除了监视器之外，计算机还可以包括其它外围输出设备，例如扬声器497和打印机499，其可以通过输出外围接口495连接。

[0040] 计算机410可以使用到一个或多个远程计算机(例如，远程计算机480)的逻辑连接来在联网环境中操作。远程计算机480可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、对等设备或其它公共网络节点，并且通常包括上文关于计算机410描述的许多或所有元件，虽然在图4中仅示出了存储器存储设备481。图4所示的逻辑连接包括局域网(LAN)471和广域网(WAN)473，但是也可以包括其它网络。这种网络环境在办公室、企业范围的计算机网络、内部网和互联网中很常见。

[0041] 当在LAN网络环境中使用时，计算机410通过网络接口或适配器470连接到LAN 471。当在WAN网络环境中使用时，计算机410通常包括调制解调器472或用于在WAN 473(例如互联网)上建立通信的其它装置。可以在内部或外部的调制解调器472可以经由用户输入接口490或其它合适的机制连接到系统总线421。在网络环境中，关于计算机410描述的程序模块或其部分可以存储在远程存储器存储设备中。通过示例而非限制，图4示出了驻留在存储设备481上的远程应用程序485。应理解到，所示的网络连接是示例性的，并且可以使用在计算机之间建立通信链路的其它手段。

[0042] 本发明的实施例可以体现为计算机可读存储介质(或多个计算机可读介质)(例如，计算机存储器、一个或多个软盘、压缩盘(CD)、光盘、数字视频盘(DVD)、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其它半导体设备中的电路配置，或其它有形计算机存储介质)，其编码有一个或多个程序，当所述一个或多个程序在一个或多个计算机或其它处理器上执行时，执行实现以上讨论的本发明的各种实施例的方法。从前述示例中显而易见的是，计算机可读存储介质可以保留足够时间的信息以便以非暂时形式提供计算机可执行指令。这种计算机可读存储介质或介质可以是可移动的，使得存储在其上的程序或程序可以加载到一个或多个不同的计算机或其它处理器上，以实现如上所述的本发明的各个方面。如本文所使用的，术语“计算机可读存储介质”仅包括计算机可以从其读取信息的实体机器、机构或器件。可选择地或另外地，本发明可以体现为除计算机可读存储介质之外的计算机可读介质。不是计算机可读存储介质的计算机可读介质包括瞬时介质，例如传播信号。

[0043] 因此，已经描述了本发明的至少一个实施例的几个方面，应理解到，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。此外，虽然指出了本发明的优点，但是应理解到，并非本发明的每个实施例都将包括所描述的每个优点。在某些情况下，一些实施例可能不实现在此描述为有利的任何特征。因此，前面的描述和附图仅作为示例。

[0044] 本发明的各个方面可以单独使用、组合使用或以在前述实施例中未具体讨论的各种布置来使用，因此本发明的应用不限于前面在说明书中描述或在附图中示出的细节和部件的布置。例如，在一个实施例中描述的方面可以通过任何方式与在其它实施例中描述的方面组合。

[0045] 本发明可以体现为一种方法，已经描述了该方法的各种示例。作为方法的一部分执行的动作能够以任何合适的方式排序。因此，可以构造这样的实施例，其中以与所示出的顺序不同的顺序执行动作，可以包括与所描述的动作不同(例如，或多或少)的动作，和/或可以包括同时执行一些动作，即使在以上具体描述的实施例中动作被示出为被顺序地执行。

[0046] 在权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的序数术语来修改权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素的任何优先级、优先权或顺序优先于另一个权利要求元素，或者方法的动作被执行的时间顺序，而是仅用作标签以将具有特定名称的一个权利要求元素与具有相同名称的另一个元素(但是用于使用序数术语)区分，以区分权利要求元素。

[0047] 另外，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”及其变化形式的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及其它项目。