CO₂調控等規聚丁烯-1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ轉變的方法

2023-07-21 02:54:26

專利名稱：CO2調控等規聚丁烯-1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ轉變的方法
技術領域：
本專利涉及一種等規聚丁烯-1晶型II向晶型I轉變的方法。
背景技術：
等規聚丁烯-1是一種常用的工程塑料，其具有較好的彈性、耐衝擊、 耐應力開裂性，耐蠕變性、耐熱抗壓性、隔溼性能、電絕緣性能等，在輸 送管道的製作、製作薄膜和纖維的材料用於食品的包裝袋、共混物改良其 他物質性質等方面應用廣泛。
等規聚丁烯-1具有五種不同的晶型，晶型I、晶型II、晶型III、晶型
r和晶型ir。這五種晶型中研究較為廣泛的是晶型i和晶型n，晶型i是由
3,螺旋鏈堆砌的六方晶胞結構，晶型II是由113螺旋構象鏈堆砌的四方晶胞結構。
等規聚丁烯-i在熔融之後冷卻成型，其晶型為不穩定的晶型n，熔點
124°C，密度0.S9 g/cm3，此種狀態下的製品機械強度差，性能不穩定，但 放置5-7天陳化後，轉變成晶型I的狀態，此時熔點135 °C，密度0.95 g/cm3。
在晶型n向晶型i轉變過程中等規聚丁烯-i其物理化學性能都不斷的提高。 在通常情況下，晶型n向晶型i的轉變所需要的時間較長，需要幾天
到幾個星期。由於等規聚丁烯-1晶型II向晶型I慢的轉變速度，制約著等 規聚丁烯-1在工業和商業上應用。如何控制晶型II向晶型I的轉變過程，
加快晶型II向晶型I的轉變過程，成為研究的一個重點。
目前，常規的方法是，等規聚丁烯-1在壓力的作用下，能夠加速晶型
II能夠向晶型I轉變。如文獻Armeniades, C.，E. Baer, J. macromol. Sci. B 1,309(1967), Goldbach， G" Angew. Makromol. Chem.29/30，213(1973)， Goldbach, G" Angew. Makro脂l. Chem.29/30， 175(1974), Kwang-bum Hong， Jos印h E.， J. Appl. Polym. Sci. 30，3163(1985)公開的方法，這些研究主要集中 在等規聚丁烯-1在液壓和機械力下的晶型的轉變，處理量較小，其處理的 形態僅限於等規聚丁烯-1的膜，同時對設備的要求較高，過程不易控制。

發明內容
本發明的目的是提供一種C02調控等規聚丁烯-l晶型II向晶型I轉變 的方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。
本發明的技術構思是這樣的
將晶型II型等規聚丁烯-1放置於壓力容器中，將C02通入壓力容器中，
控制C02的溫度和壓力，以及時間，從而獲得晶型I的等規聚丁烯-1。
本發明的方法包括如下步驟
將晶型為II型的等規聚丁烯-1置於C02氣氛中，處理時間為0.1-48小 時，然後，將處理物取出，即可獲得晶型I的等規聚丁烯-1。
優選的，處理溫度為5-120 °C，處理壓力為0.1-30MPa;
所說的晶型為II型的等規聚丁烯-1，包括不同牌號的晶型為II型的等 規聚丁烯-1，可以為顆粒、粉末或膜片等形狀；
本發明通過控制晶型II等規聚丁烯-1所處環境中co2的溫度和壓力， 達到對等規聚丁烯-1晶型II向晶型I過程的控制，同時又利用了 C02分子
與等規聚丁烯-i分子之間的相互作用，加速了等規聚丁烯-i晶型n向晶型 i的轉變，使得晶型n向晶型i的轉變周期大大減少，從而使得工業和商業 中獲得穩定晶型i等規聚丁烯-i更加容易，對等規聚丁烯-i更廣泛的應用 有重要的意義。


圖1為實施例1的X射線衍射分析(XRD)圖。 圖2為實施例1的差式掃描量熱分析(DSC)圖。 圖3為實施例2的X射線衍射分析(XRD)圖。 圖4為實施例2的差式掃描量熱分析(DSC)圖。
圖5為^2與C02密度的關係圖。
具體實施例方式
實施例1
將厚度為lmm的晶型為II型等規聚丁烯-1膜片置於高壓容器中，然後 通入C02，控制高壓容器中C02溫度為5 °C、壓力為30MPa。
待溫度和壓力穩定以後，將等規聚丁烯-1在C02中處理0.1小時以後取出。
通過X射線衍射分析(XRD)，見圖l，從衍射圖中可以得出，表徵晶
型II的特徵衍射峰全部消失，表明了處理過後的等規聚丁烯-1膜片中晶型
II全部轉變為晶型I;通過差式掃描量熱分析(DSC)，見圖2，在DSC曲 線圖中只出現了晶型I的熔融峰，同時也表明了晶型II全部轉變為晶型I。 也就是說在C02密度為28.1152 g/cn^時，0.1小時後晶型II已經全部轉變 為了晶型I。大大降低了一般情況下的等規聚丁烯-1晶型II向晶型I轉變的時間。
實施例2
將直徑為3-5mm的等規聚丁烯-1顆粒置於高壓容器中，然後通入一定 量的C02，控制高壓容器中C02溫度為120°C、壓力為30MPa。
待溫度和壓力穩定以後，將等規聚丁烯-1在C02中處理0.15小時以後取出。
通過X射線衍射分析(XRD)，見圖3，從衍射圖中可以看出，表徵晶 型II的特徵衍射峰全部消失，表明了處理過後的等規聚丁烯-1顆粒中晶型 II全部轉變為晶型I;通過差式掃描量熱分析(DSC)，見圖4，在DSC曲 線圖中只出現了晶型I的熔融峰，同時也表明了晶型II全部轉變為晶型I。 也就是說在C02密度為25.7473 g/cm3時，0.15小時後晶型II已經全部轉變 為了晶型I。大大降低了一般情況下的等規聚丁烯-1晶型II向晶型I轉變的 時間。
實施例3
將粉末狀等規聚丁烯-1顆粒置於高壓容器中，然後通入一定量的C02， 控制高壓容器中C02溫度為5 'C、壓力為0.1 MPa。待溫度和壓力穩定以後，將等規聚丁烯-1在C02中處理24小時以後取出。通過X射線衍射分析 (XRD)，從衍射圖中可以看出，表徵晶型II的特徵衍射峰全部消失，表明 了處理過後的等規聚丁烯-1粉末中晶型II全部轉變為晶型I;通過差式掃描 量熱分析(DSC)，在DSC曲線圖中只出現了晶型I的熔融峰，說明了晶型 II全部轉變為晶型I。也就是說在C02密度為0.0435 g/cm3時，24小時後晶 型II就全部轉變為了晶型I。大大降低了一般情況下的等規聚丁烯-1晶型 II向晶型I轉變的時間。
實施例4
將粉末狀等規聚丁烯-1顆粒置於高壓容器中，然後通入一定量的C02， 控制高壓容器中C02溫度為120 °C、壓力為0.1 MPa。待溫度和壓力穩定以 後，將等規聚丁烯-1在C02中處理48小時以後取出。通過X射線衍射分 析(XRD)，從衍射圖中可以看出，表徵晶型II的特徵衍射峰全部消失，表 明了處理過後的等規聚丁烯-1粉末中晶型II全部轉變為晶型I;通過差式掃 描量熱分析(DSC)，在DSC曲線圖中只出現了晶型I的熔融峰，說明了晶 型II全部轉變為晶型I。也就是說在C02密度為0.0307 g/cm3時，48小時後 晶型II就全部轉變為了晶型1。大大降低了一般情況下的等規聚丁烯-1晶型 II向晶型I轉變的時間。
實施例5
將粉末狀等規聚丁烯-1顆粒置於高壓容器中，然後通入一定量的C02， 控制高壓容器中C02溫度為60 °C、壓力為6MPa。待溫度和壓力穩定以後， 將等規聚丁烯-1在C02中處理5小時以後取出。通過X射線衍射分析 (XRD)，從衍射圖中可以看出，表徵晶型II的特徵衍射峰全部消失，表明
了處理過後的等規聚丁烯-1粉末中晶型II全部轉變為晶型I;通過差式掃描 量熱分析(DSC)，在DSC曲線圖中只出現了晶型I的熔融峰，說明了晶型
II全部轉變為晶型I。也就是說在C02密度為2.8524 g/cmS時，5小時後晶 型II就全部轉變為了晶型I。大大降低了一般情況下的等規聚丁烯-1晶型
n向晶型i轉變的時間。
實施例6
將等規聚丁烯-1膜片置於高壓紅外池中，用傅立葉變換紅外光譜考察
表徵晶型II和晶型I的特徵紅外峰在C02環境中的等規聚丁烯-l晶型II向
晶型I轉變過程，考察溫度範圍為5-120 °C、壓力範圍在0.1-30 MPa。定義 晶型II向晶型I轉變50%所用時間為t1/2，得出11/2與C02密度的關係如圖
5所示
通過控制C02密度有效的控制了晶型II向晶型I的轉變過程的控制， 同時從圖中也可以看出在較高的C02密度下能夠有效的減少晶型II向晶型
I轉變時間。
權利要求
1.一種CO2調控等規聚丁烯-1晶型II向晶型I轉變的方法，其特徵在於，包括如下步驟將晶型為II型的等規聚丁烯-1置於CO2氣氛中，0.1-48小時，然後將處理物取出，即可獲得晶型I的等規聚丁烯-1。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，C02氣氛的溫度為5-120 。C，壓力為0.1-30 MPa。
3. 根據權利要求i所述的方法，其特徵在於，所說的晶型為n型的等規聚丁烯-1，包括不同牌號的晶型為II型的等規聚丁烯-1。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所說的晶型為II型的等 規聚丁烯-1，為顆粒、粉末或膜片形狀。
全文摘要
本發明公開了一種CO2調控等規聚丁烯-1晶型II向晶型I轉變的方法，包括如下步驟將晶型為II型的等規聚丁烯-1置於CO2氣氛中，0.1-48小時，然後將處理物取出，即可獲得晶型I的等規聚丁烯-1。本發明通過控制晶型II等規聚丁烯-1所處環境中CO2的溫度和壓力，達到對等規聚丁烯-1晶型II向晶型I過程的控制，同時又利用了CO2分子與等規聚丁烯-1分子之間的相互作用，加速了等規聚丁烯-1晶型II向晶型I的轉變，使得晶型II向晶型I的轉變周期大大減少，從而使得工業和商業中獲得穩定晶型I等規聚丁烯-1更加容易，對等規聚丁烯-1更廣泛的應用有重要的意義。
文檔編號C08L23/00GK101113201SQ20071004372
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月12日 優先權日2007年7月12日
發明者峰 何, 濤 劉, 磊 李, 許志美, 玲 趙 申請人:華東理工大學