[发明专利]一种聚烯烃树脂的分级结晶分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及分级结晶技术领域，尤其涉及一种聚烯烃树脂的分级结晶分析方法。

背景技术

自20世纪90年代初索尼公司开发成功锂离子电池以来，锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长和电压高等优异的电性能而获得了迅速的发展。目前已经广泛应用于手机、便携式电脑、照相机、摄像机等电子产品领域，而且应用领域仍在不断扩展之中。锂离子电池由正负极、电解质和隔膜组成。其中，隔膜的一个重要功能是隔离正负极并阻止电池内电子穿过，同时能够允许离子的通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池的放电容量和循环使用寿命，因此需要对隔膜材料的研究和应用给予足够的重视。

锂离子电池隔膜应该满足下列要求：(1)具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离；(2)有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂离子有很好的透过性；(3)由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物，隔膜必须耐电解液腐蚀，有足够的化学和电化学稳定性；(4)对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力；(5)具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，但厚度尽可能小；(5)空间稳定性和平整性好；(6)热稳定性和自动关断保护性能好。

聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂离子电池研究开发初期便被用作为锂离子电池隔膜。尽管近年来有研究用其他材料制备锂离子电池隔膜，如Boudin F等采用相转化法以聚偏氟乙烯(PVDF)为本体聚合物制备锂离子电池隔膜。Kuribayashi等研究纤维素复合膜作为锂离子电池隔膜材料。然而，至今商品化锂离子电池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。聚烯烃原材料的分子量分布、分子量大小、支链序列的长短等都会影响其结晶性能以及在外部影响下的取向能力，但是结晶和取向在锂离子电池用微孔膜的制备工程发挥着重要的作用，因此选择合适的聚烯烃原材料对于制备性能优异的锂离子电池隔膜至关重要。

目前表征聚丙烯等规度最常用的方法为升温淋洗分级(TREF)法，这种方法需耗费大量溶剂，非常不经济和且溶剂对环境造成污染。常规的阶梯等温结晶(SIC)法(也称热分级法)即将试样熔融后阶梯式逐级降温，在每一级温度恒温结晶一定时间，然后以一定的升温速率(5℃/min)升温，将结晶的试样熔融，得到含多个吸热峰的熔融曲线，多个吸热峰的温度范围及其峰面积可用于相对比较分子链中可结晶的序列长度的分布，进而考察影响结晶的共聚单体在分子链上的分布。该方法可分析结晶的共聚单体在分子链上的分布，一方面耗时较长，且对于结晶行为更复杂的聚烯烃，比如聚丙烯等得出的结果较复杂，对于制备锂离子电池用微孔膜的聚烯烃的选择不方便，且结果不能准确反应锂离子电池用聚烯烃原料的关键性能。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种聚烯烃树脂的分级结晶分析方法，具有操作简单、快速准确的特点。

有鉴于此，本发明提供了一种聚烯烃树脂的分级结晶分析方法，包括以下步骤：步骤a)在N₂保护下，将聚烯烃树脂置于差示扫描量热仪的坩埚中，升温至48-52℃，保温1-5min；步骤b)升温至210-230℃保温4-10min，降温至160-170℃保温60-100min；步骤c)降温至48-52℃；步骤d)升温到145-150℃，保温30-120min，然后降温到48-52℃；步骤e)升温到120-140℃，保温30-80min，然后降温至48-52℃，保温1-5min；步骤f)升温到180-220℃，记录热流变化，得到熔融曲线。

优选的，步骤a中，升温温度为50℃，保温时间为2min。

优选的，步骤b中，升温温度为220℃，保温时间为6min。

优选的，步骤b中，升温速度为8-12℃/min。

优选的，步骤b中，降温温度为165℃，保温时间为80min。

优选的，步骤b中，降温速度为8-12℃/min。

优选的，步骤c中，降温温度为50℃，降温速度为50℃/min。

优选的，步骤d中，升温温度为148℃，保温时间为60min。

优选的，步骤e中，升温温度为130℃，保温时间为40min。

优选的，步骤f中，升温温度为200℃，升温速度为4-8℃/min。