[发明专利]一种通过预留I晶促进均聚iP-1-B由熔体直接形成I′晶的方法

说明书

本发明公开一种通过预留I晶促进均聚iP‑1‑B由熔体直接形成I′晶的方法，将I晶iP‑1‑B加热保温后降温，多次循环此加热过程，通过广角X射线散射原位观察iP‑1‑B结晶行为，发现通过在熔体中预留I晶，可比完全不预留I晶时，在样品的30℃‑125℃循环加热过程中，生成的I′晶比例显著增加，此方法过程简单，易于操作。

技术领域

本发明属于高分子加工技术领域，更加具体地说，涉及一种通过预留I晶促进均聚iP-1-B由熔体直接形成I′晶的方法，通过该技术方法，可以显著增加形成I′晶的比例。

背景技术

等规聚丁烯1(iP-1-B)是一种半结晶性的烯烃聚合物。它通过在熔体或溶液中结晶获得不同的半结晶形态结构从而决定其不同的性能，iP-1-B的力学性能、抗蠕变性、耐低温流动性和耐环境应力开裂性、耐磨性、可挠曲性和高填料填充性等都非常优异，被称为“塑料黄金”，目前主要应用于热水管材、合成纤维、食品包装、医疗器械等领域。其晶体形态有I,II,III,I′,II′共5种。iP-1-B本体状态在常压下结晶会生成结构为11/3螺旋链堆叠成为四角形晶片的II晶。在室温下，II晶结构热力学上并不稳定，它会转变成为更稳定的六角形的I晶。从II晶向I晶的固固自发相转变限制了聚丁烯的应用，引发了材料物理性能的改变，这种相转变通常会持续一周及以上，这就容易造成模型出产后容易致密化变形。因此，站在应用的角度，直接生成最稳定的I晶或者越过不稳定的II晶是十分有必要的。研究表明，iPB-1在一定的条件下结晶时可以直接形成I'晶，I'晶有着与I晶类似的X-ray衍射图，而且他们拥有一样的晶胞参数，也是热力学稳定的，但它们的熔点相差比较大，I晶的熔点为130℃而I'晶的熔点为96℃。尽管I'晶的熔点较低，但直接从熔体中生成I'晶也可以避免晶型II-晶型I相转变带来的问题，也有极大的应用价值。近来的研究表明在高压条件下进行熔体结晶，基体外延生长结晶等条件下均会得到与晶型I结构相似的I'晶。研究还发现I'晶可以直接从含有分子链缺陷的聚丁烯大分子的过冷熔体中得到。当乙烯或丙烯与丁烯的无规共聚物中共聚单体组分含量超过10％-20％时，I'晶就会从该熔体中直接得到。但就这些现有技术而言，需要高压条件、外延基底或需要共聚，制备条件比较复杂，难以应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在相对简单的工艺条件下，通过在iP-1-B熔体中预留I晶促进直接从熔体中形成热力学稳定I'晶的方法，可方便地在循环升温降温过程中，提高从熔体中直接生成的热力学稳定I'晶的比例，且I'晶的含量随循环次数的增加不断升高。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种通过预留I晶促进均聚iP-1-B由熔体直接形成I′晶的方法，将I晶均聚iP-1-B升温至II晶熔融温度以上，且不到I晶熔融温度，保温以使II晶完全熔融且预留部分I晶，再降温室温，完成一个加热保温降温的过程，反复升降温操作即可在iP-1-B中生成晶型I′。

在上述技术方案中，采用均聚iP-1-B，先在实验室自制平板硫化机上通过熔融模压成型制成0.5mm厚的片状样品，具体采用的模压温度可为170-180℃，在预热8—10min后，采用逐步加压的方式逐渐升至20—25MPa，保持3—5min后，在20—25MPa下冷压8—10min，压制成型得到的片状样品在室温放置足够较长的时间(如30天，24×30小时)，以使其中II晶(基本)全部转变为I晶。

在上述技术方案中，对I晶均聚iP-1-B样品进行测试，以确定I晶熔融温度和II晶熔融温度，例如将iP-1-B样品，裁剪成1mm²大小正方形片状，用铝箔包裹，以linkam热台控温，采用5℃/min的升温速率，用广角X射线散射观察其熔融结晶过程，测出I晶刚好全部熔融的温度，再以5℃/min的降温速率降温到室温，可得到II晶iP-1-B，继续采用5℃/min的升温速率，测得II晶刚好全部熔融的温度。