(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111479878.4 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 复旦大学 地址 200433 上海市杨 浦区邯郸路2 20号 (72)发明人 金超　张红东　杨玉良　杨光辉　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 代理人 顾艳哲 (51)Int.Cl. G01N 30/06(2006.01) G01N 30/86(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种纸张寿 命的评定方法 (57)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。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114384187 A 2022.04.22 CN 114384187 A 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。 2.根据权利要求1所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 待测纸样的干热老化 实验至少在4个不同温度下进行。 3.根据权利要求2所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 所述的待测纸样在恒 温老化箱内干热老化实验的最低为温度为10 5℃。 4.根据权利要求3所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 所述的待测纸样在恒 温老化箱内干热老化实验的温度为10 5～150℃， 每个温度系列下 取6‑10个纸样。 5.根据权利要求1所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 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。 6.根据权利要求1所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 步骤(4)通过毛细管 粘度计测定其粘均聚合度D Pη， 计算公式为： 一级反应模型为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114384187 A 2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。 7.根据权利要求1所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 所述的待测纸样剪裁 至适当大小， 夹持在老化箱内部的架子上使其处于悬空状态， 避免触碰箱体内壁。 8.根据权利要求1所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 所述的待测纸样的老 化实验在 恒定温度下不间断进行。 9.根据权利要求1所述的一种纸张寿命的评定方法， 其特征在于， 一级动力学方程涉及 的DP为纤维素的数均聚合度， 寿命评 定必须采用数均聚合度； 在步骤(2)中为了简化 运算， 采用粘均聚合度来估算活化能； 步骤(4)蒙特卡洛模拟所用的微观反应速率常数与宏观速率常数相等， 其取值参考实 验测试结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114384187 A 3