[发明专利]一种直接从等规聚1-丁烯本体中结晶生成I晶的方法

说明书

本文公开了一种直接从等规聚1‑丁烯本体中结晶生成I晶的方法，包括如下步骤：在将iP‑1‑B中的I晶完全熔融之后，降温到室温可得到II晶，当再次加热到熔融后，降温到30℃至‑30℃之间的温度，会在iP‑1‑B本体中直接得到I晶，优选的温度区间是10℃至‑10℃之间。如在该温度区间至I晶熔点以下多次进行升降温循环，可得到更多直接从iP‑1‑B本体中结晶而成的I晶。通过控制循环次数与循环过程中的低端温度等可以在一定范围内调控I晶生成的比例。此方法为iP‑1‑B熔融加工过程中进行结晶结构的调控以得到热力学稳定的I晶提供了可行的途径。

技术领域

本发明属于聚合物加工技术领域，更加具体地说，涉及一种在等规聚1-丁烯(iP-1-B)的本体中直接进行结晶即可得到I晶的方法，通过该技术方法，可不经II-I转变得到I晶。

背景技术

等规聚1-丁烯(iP-1-B)有多种晶型结构，其中I晶型为热力学稳定的3/1螺旋构象堆积的六方晶。I晶iP-1-B的韧性、拉伸强度、柔性、弯曲强度、耐应力开裂、抗冲击、耐磨损、耐高温、隔热性能等物理性能都优于其他的聚烯烃而极具工业价值，使得iP-1-B成为制造热水管材压力罐中极具竞争力的材料。虽然市购原料等规聚1-丁烯在室温下长时间放置，表现多为I晶型，但iP-1-B在熔融加工冷却时往往先形成亚稳态的II晶，其为11/3螺旋堆积的四方晶，随后在室温以及常压下需要10天乃至更长时间完成II-I转变，因而相当长的晶型结构转变期间，材料的抗张强度、硬度以及密度等各项指标都会持续改变，尺寸也因此难以稳定下来，如导致成型后样品表面发生皱缩等问题。这些无疑大大限制了等规聚-1-丁烯的应用和推广。因此如果能发展出一种能有效地从iP-1-B的本体中直接结晶生成I晶的方法是非常有意义的。

现有技术显示，在高压下熔体结晶、超薄膜条件下结晶、基体外延生长或单体共聚等方法都可以直接得到I’晶型(有时被称为I晶)，通常认为其具有与I晶相类似的3/1螺旋构象堆积结晶结构，但其熔点约95℃，远低于I晶的熔点约127℃。虽然有结果显示通过I晶种子的方法可以得到一些I晶，但该方法难以在熔融加工过程中实现应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直接从iP-1-B本体中结晶生成I晶的方法，通过控制iP-1-B在低温结晶直接形成I晶，为发展iP-1-B熔融加工过程中直接结晶成I晶的有效调控技术提供了可行途径。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种直接从等规聚1-丁烯本体中结晶生成I晶的方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将I晶等规聚1-丁烯加热熔融，降温到室温，得到II晶iP-1-B；

具体来说，称量I晶iP-1-B样品，以5—10℃/min升温到200—220℃并恒温温2—5min，然后以10—15℃/min降温到室温20—25摄氏度，得到II晶iP-1-B。

步骤2，将步骤1得到的II晶iP-1-B升温至II晶熔点以上熔融并保温，再降温至-30℃～30℃之间的温度并保温，即可直接从等规聚1-丁烯本体中结晶生成I晶。

具体来说，将步骤1得到的II晶iP-1-B以10—30℃/min升温至II晶熔点以上熔融，如升温到125—130℃，并恒温一定时间，如2—5min，然后以10—15℃/min的降温速度，降温到-30℃～30℃之间的温度，如-10℃～10℃，并保温2—5min。

将上述步骤2中得到的iP-1-B样品以一定的升温速率，如10℃/min升温至200℃，可以观察到在约133℃附近的熔融峰，该峰为直接从iP-1-B本体结晶得到的I晶，如步骤2中降温到10℃得到直接形成的I晶在133℃的熔融曲线如图5所示，其中在129℃的熔融峰为II-I转变得到的I晶的熔融峰，因在形成早期，略高于图2中基本完成II-I转变后得到I晶的熔点127℃；