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申请/专利权人：复旦大学

摘要：本发明涉及一种纸张的寿命的评定方法，通过纸样人工加速老化方法，运用凝胶渗透色谱的分子量表征技术，联合蒙特卡洛计算机模拟技术预估纸张的寿命。本发明中蒙特卡洛方法能够弥补凝胶色谱表征的不足，采用与纸样老化机制吻合的动力学模型，全面提供老化反应体系分子的分子量分布，大大提高纸张寿命预估结果的有效性；另外，本发明能够预测纸张在特定温度条件下的保存时间，对环境的依赖性小，能够推广到其他不同的实验室。

主权项：1.一种纸张寿命的评定方法，其特征在于，包括以下步骤：1将待测纸样分为多组，分别置于多个温度下不同的恒温老化箱内进行干热老化实验，并于一定时间后取样；2将其中一组老化条件下的纸样和未老化纸样溶解于二甲基乙酰胺与氯化锂溶液中，然后通过凝胶渗透色谱仪表征纸样的分子量分布；3通过蒙特卡洛方法对未老化纸样的分子量分布进行计算机模拟，并与步骤2的实验结果进行比对，若模拟结果的分子量分布与实验结果一致，并且符合一级动力学反应特性，则进行步骤4；4将各组的老化纸样与未老化纸样溶解于铜乙二胺溶液中，通过毛细管粘度计测定其粘均聚合度，然后通过一级反应模型计算不同温度下的反应速率常数，结合阿伦尼乌斯方程估算反应的活化能；5结合步骤4计算的活化能与步骤3蒙特卡洛方法获得的反应速率常数，运用阿伦尼乌斯方程计算特定温度条件下的反应速率常数，最后将老化终态纸样的平均聚合度、未老化的纸样的平均聚合度以及特定温度条件下的反应速率常数带入一级反应模型中，即估算出纸张寿命；步骤3通过蒙特卡洛方法对未老化纸样的分子量分布进行模拟，相关算法如下：计算聚合度为i数量为Ni的分子发生降解反应的可能性ai*： 反应发生的时间间隔Δt直接抽样，依据 参与反应的分子u通过直接抽样方式来确定，即 式中，r1与r2是由计算机产生的单位区间均匀分布的随机数，k为微观反应速率常数；m为体系中聚合度的最大值；步骤4通过毛细管粘度计测定其粘均聚合度DPη，计算公式为： 一级反应模型为： 阿伦尼乌斯方程为： 式中，[η]为特性粘度，DPη为粘均聚合度，DPn为数均聚合度，A为指前因子，R为摩尔气体常数，T为热力学温度，Ea为表观活化能；所述纸张寿命的评定方法以蒙特卡洛模拟来辅助凝胶色谱表征结果，推导纸张内部纤维素分子的老化机制，从而为寿命评估提供有效的动力学模型。

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百度查询： 复旦大学 一种纸张寿命的评定方法