[发明专利]一种通过成核剂形貌调控等规聚丙烯β晶型含量的方法

说明书

本发明提供一种通过成核剂形貌调控等规聚丙烯β晶型含量的方法，采用TMB‑5作为等规聚丙烯的单一成核剂，将其与等规聚丙烯初混均匀后再熔融共混后，升温至160‑240℃保温，再降温至110‑150℃后向其施加剪切力，待剪切结束后于110‑150℃下等温结晶10‑14h，所述TMB‑5的添加量为等规聚丙烯质量的0.05‑0.2％。相同温度‑剪切条件下不同形貌的成核剂诱导β晶的含量差别很大，说明成核剂形貌对剪切条件下β晶的诱导效果存在显著的影响，本发明的方法为剪切条件下通过控制成核剂形貌制备较高含量β晶型等规聚丙烯提供了一种简单有效的方法。

技术领域

本发明属于高分子材料物理技术领域，具体来讲，涉及一种以剪切流场引入时刻调控β晶型等规聚丙烯含量的方法及其应用。

背景技术

与其他方法(温度梯度结晶，剪切流场中结晶)相比，添加β成核剂是提高等规聚丙烯β晶型含量最有效方法。成核剂诱导β-iPP的效率不仅与结晶温度、剪切、压力等条件有关，还取决于成核剂的种类及用量。文献中鲜有成核剂形貌对iPP结晶影响的报道。一方面，加热过程中成核剂可能部分或全部溶于iPP熔体，降温过程中从iPP熔体中重结晶“析出”的成核剂形貌与最开始的形貌可能存在差别，并且成核剂在iPP熔体中的形貌还可能因成核剂含量的不同而发生变化。另一方面，高分子材料通常是在熔体状态下进行成型加工的，如注塑成型、吹模或纺丝，聚合物熔体在冷却固化之前不可避免地会受到剪切流场的作用。因此成核剂与iPP混料过程中，机械力可能引起成核剂破裂，这使得TMB-5成核剂形貌对iPP结晶影响的研究更加复杂。

大量研究表明剪切对β聚丙烯成核剂的诱导效果表现出抑制作用，但至今为止，这种抑制作用的机理仍然无法解释。同一种成核剂其结晶结构是相同的，当其尺寸或物理形貌发生改变时，是否会造成对剪切流场的“响应”发生改变呢？图1所示的化学结构是近年来我国山西化工研究院开发的商品牌号为TMB-5的β聚丙烯成核剂。它是一类取代芳香酰胺类化合物，能够有效地将聚丙烯α晶型转变为β晶型，大幅度提高聚丙烯制品的抗冲击性能和热变形温度等性能。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种通过成核剂形貌调控等规聚丙烯(iPP)β晶型含量的方法，本发明所提供的方法可以降低剪切对成核剂诱导β晶的抑制作用，实现剪切与β成核剂共存条件下较高含量β等规聚丙烯的制备。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种通过成核剂形貌调控等规聚丙烯β晶型含量的方法，采用不同形貌的TMB-5作为等规聚丙烯的单一成核剂，将其与等规聚丙烯初混均匀后再熔融共混后，升温至160-240℃保温，再降温至110-150℃后向其施加剪切力，待剪切结束后于110-150℃下等温结晶10-14h，所述TMB-5的添加量为等规聚丙烯和TMB-5质量之和的0.05-0.2％。

所述TMB-5的添加量为等规聚丙烯和TMB-5质量之和的0.1％。

所述剪切速率为大于零小于等于60/s，剪切时间为4-6s。

TMB-5与等规聚丙烯熔融共混温度为170-200℃。

升温速率为20-40℃/min，优选30℃/min，升温至190-210℃，降温速率为20-40℃/min，优选30℃/min，降温至130-140℃。

剪切结束后于130-140℃，优选135℃下等温结晶11-13h。

所述不同形貌的TMB-5为立方颗粒状的TMB-5、粉末状的TMB-5、针状的TMB-5或者细棒状的TMB-5。