[发明专利]控制iPP相结构的方法及制备含中间相结构iPP的方法

说明书

本发明涉及控制iPP相结构的方法及制备含中间相结构iPP的方法，属于高分子材料领域。本发明提供一种控制等规聚丙烯相结构的方法，所述方法为：将熔融状态下的等规聚丙烯的压力由常压以不同增压速率增压至1～2GPa，然后降温至30℃～50℃，最后泄压；发现通过控制不同的增压速率可得到不同相结构的等规聚丙烯。本发明首次指出：通过控制压力和升压速率，即可控制等规聚丙烯的相结构。

技术领域

本发明涉及一种控制iPP相结构的方法及制备含中间相结构iPP的方法，属于高分子材料领域。

背景技术

等规聚丙烯是一种典型的多形态半结晶性聚合物，广泛应用于工业生产和人们的日常生活中。从晶体结构上看，目前聚丙烯已知的有三种晶型(α、β和γ晶)和一个中间相结构。常见的聚丙烯制品多为α晶与非晶的两相体系，另外还有β相(或者γ相)与α晶共存的体系。

等规聚丙烯的中间相则是处于晶体和非晶之间的亚稳相，一般条件下通过淬冷法制备，但该方法获得的制品体积小，形状单一(薄膜状)，并且所得制品结构不均一，极大的限制了其应用。

另外，聚合物的加工成型过程大都采用冷却固化法，其本质是利用过冷度ΔT(平衡熔点和结晶温度的差值)使聚合物凝固。值得注意的是，聚合物熔体的热导率较低，冷却过程往往存在较大的温度梯度，产生大量的结构缺陷。实际上，大多数高分子材料(如等规聚丙烯)的熔点随压力的增加而升高，改变压力同样可以使熔体固化，压力在熔体内部的传播速率极快，不存在明显的压力梯度分布，因此完全适合制备大块的结构均一的聚合物制品。如C.Angelloz等(Crystallization of Isotactic Polypropylene under HighPressure.Macromolecules 33.33(2005):4138-4145.)报道了在不同温度，200MPa～250MPa的压力下等规聚丙烯的结晶行为，发现在200MPa～250MPa的压力下，等规聚丙烯以γ相结晶。研究者认为压力影响了等规聚丙烯的平衡熔点和粘度，最终影响了其结晶过程。而不同增压速率下聚合物熔体固化行为的研究几乎是空白。

可见，目前尚未有通过控制压力和控制升压速率来得到不同相结构的等规聚丙烯的相关报道。

发明内容

本发明提供一种控制等规聚丙烯相结构的方法，该方法通过控制压力、温度和升压速率即可得到不同相结构的等规聚丙烯，并且能够根据需求调控各相的含量。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种控制等规聚丙烯相结构的方法，所述方法为：

将熔融状态下的等规聚丙烯的压力由常压增压至2GPa，然后降温至30℃～50℃，最后泄压；其中，控制增压速率≤0.0025GPa/s时，所得等规聚丙烯含有γ相和非晶相；控制增压速率在：0.0025GPa/s＜增压速率＜0.02GPa/s时，所得等规聚丙烯含有中间相，γ相和非晶相；控制增压速率≥0.02GPa/s时，所得等规聚丙烯含有中间相和非晶相；

或者所述方法为：

将熔融状态下的等规聚丙烯的压力由常压增压至1GPa，然后降温至30℃～50℃，最后泄压；其中，控制增压速率≤0.0025GPa/s时，所得等规聚丙烯含有γ相和非晶相；控制增压速率>0.0025GPa/s时，所得等规聚丙烯含有中间相、γ相和非晶相；

或者所述方法为：

将熔融状态下的等规聚丙烯的压力由常压增压至1.25GPa，然后降温至30℃～50℃，最后泄压；其中，控制增压速率≤0.00104GPa/s时，所得等规聚丙烯含有γ相和非晶相；控制增压速率在：0.00104GPa/s＜增压速率＜0.0125GPa/s时，所得等规聚丙烯含有中间相，γ相和非晶相；控制增压速率≥0.0125GPa/s时，所得等规聚丙烯含有中间相和非晶相；

或者所述方法为：