一种对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法技术

本发明专利技术公开了一种对等规聚丁烯‑1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法。该方法通过熔融指数仪在一定温度下制备出等规聚丁烯‑1的结构熔体，然后在流动剪切的作用下挤出，得到的等规聚丁烯‑1晶型Ⅱ能够在很短时间内转变为晶型Ⅰ。该方法在制备过程中无需任何助剂、填料等的加入即可加快等规聚丁烯‑1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ的转变，即在加快等规聚丁烯‑1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的同时不会对等规聚丁烯‑1的透明度、纯度等造成任何影响，显著促进了性能优异的聚丁烯‑1在各个领域中的广泛应用，同时也降低了生产成本，具有很好的社会经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法
本专利技术属于高分子加工
涉及一种对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法。具体为通过结构熔体和流动剪切加快等规聚丁烯-1的晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法。技术背景等规聚丁烯-1，简称iPB-1，是一种高等规聚合物，热塑性高分子材料，具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性、良好的韧性、耐持久性、化学稳定性和可塑性，以其优异的物理化学性能被誉为“塑料中的黄金”，是目前世界上最尖端的化学材料之一。聚丁烯-1优异的性能，使其在受热条件下仍然具有优良的机械性能，其耐热性可使之长期在80～110℃条件下使用。聚丁烯-1兼具塑料性质和弹性体的部分性质，适宜作热水管、给水管、聚烯烃及工程塑料的改性剂等。由聚丁烯-1制作的管材具有超强的耐酸、耐碱、耐磨、不吸水等性质，是最先进的塑料管道之一。等规聚丁烯-1由于其多晶型性，为加工生产带来了一定程度的困扰。目前已知的等规聚丁烯-1的晶型有四种，分别是31螺旋链堆砌的晶型Ⅰ和Ⅰ＇、113螺旋链堆砌的晶型Ⅱ以及41螺旋链堆砌的晶型Ⅲ，其中最常见也最具有使用价值的是晶型Ⅱ和晶型Ⅰ。在通常的加工条件下，制备的等规聚丁烯-1制品由高温直接冷却至室温常压条件下结晶得到的是晶型Ⅱ，但晶型Ⅱ是一种亚稳态晶型，形成之后会自发的向更稳定的晶型Ⅰ转变，转变之后得到的晶型Ⅰ具有优良的稳定性能、广泛的用途，但是其转变过程大约需要7-14天。等规聚丁烯-1的晶型转变特性，大大增加了时间成本，使得聚丁烯-1类产品在各个领域的应用受到了极大地限制。目前，为了使性能优异的聚丁烯-1得到更好的应用，已有对于其晶型转变的技术研究，但是大多均是采用CO2高压、添加填料、助剂等来实现晶型的较快转变，这些技术虽然在一定程度上对于聚丁烯-1晶型的转变有推进的作用，但是高压需要条件苛刻、添加各种助剂等多会对其透明性和纯度等性能造成一定的影响而仍然使其应用受到限制，无法得到较好的应用。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，该方法操作简单易行，不需要任何助剂及填料的添加即可加快聚丁烯-1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ的转变，即不会对聚丁烯-1的性能有任何破坏且能够使其在较短时间内实现晶型Ⅱ向晶型Ⅰ的转变，使制品性能稳定。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，该方法包括以下步骤：打开熔融指数仪，设定熔融指数仪的温度程序；待熔融指数仪加料筒内温度升温至设定温度后，取等规聚丁烯-1颗粒、通过加料斗加入到已经设定温度程序的熔融指数仪中的加料筒内进行热处理，热处理完成后得到等规聚丁烯-1结构熔体；将得到的等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切进行挤出，挤出的样品在室温下冷却，再用砂纸打磨成为片状样品，即得到能在短时间内由晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的等规聚丁烯-1，测定其由晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的时间。所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，所述的等规聚丁烯-1结构熔体为近熔点熔体或过冷态熔体。所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，所述的设定熔融指数仪的温度程序即为将温度设定为热处理过程中需要的温度及温度加热对应的加热时间。所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，所述的热处理具体为：将聚丁烯-1颗粒加入到熔融指数仪的加料筒之后，在131～139℃条件下预热2～3min；预热完成后，在料杆顶端放置砝码施加荷载使料杆逐渐向下移动排出等规聚丁烯-1物料间的空气，空气完全排出后的物料继续在料筒内、131～139℃条件下继续加热3～5min即得到等规聚丁烯-1近熔点熔体。所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，所述的热处理具体为：将等规聚丁烯-1颗粒加入到熔融指数仪的加料筒内之后，在180℃条件下预热2～3min；预热完成后在熔融指数仪料杆的顶端放置砝码施加荷载使熔融指数仪的料杆逐渐向下移动排出等规聚丁烯-1物料间的空气，空气完全排出后的物料在料筒内、在180℃条件下继续加热3～5min；180℃加热完成后，将温度降温至131～139℃，其在料筒内、131～139℃条件下保温8～10min即得到聚丁烯-1过冷态熔体。所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，其中所述的空气完全排出即为：在熔融指数仪料杆的顶端放置砝码之后，料杆逐渐向下移动排出等规聚丁烯-1物料间的空气，当由熔融指数仪底部的口模模孔处能看到物料时即表示空气已完全排出。在采用熔融指数仪对样品进行热处理操作时，首先打开熔融指数仪对其温度进行设定，设定之后将熔融指数仪的口模、料杆均放置在熔融指数仪的料筒内进行预热，待熔融指数仪料筒内的温度上升至设定温度时，取出料筒内的口模及料杆、然后由料筒的上端口加入等规聚丁烯-1物料，之后迅速放入料杆，随后在设定的温度下预热一段时间；预热完成后，在料杆的顶端放置砝码以施加荷载使料杆逐渐向下移动排出物料间的空气，直至从熔融指数仪底部口模模孔可以看到物料即完成空气的排出，空气排出之后取下料杆顶端砝码，继续对物料加热一段时间即完成等规聚丁烯-1的加热过程(若在加热过程中需要两段温度进行不同的加热处理，则可以在熔融指数仪上面设定一个温度并设定相应的加热时间，然后设定另外的温度及加热时间即可)。加热处理完成后，在料杆的顶端放置砝码施加荷载，使物料向下移动，在荷载的作用下挤出(挤出过程中伴有在一定剪切应力作用下的流动剪切)。所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，所述剪切流动时的剪切力为45～90KPa。上述的结构熔体包括近熔点熔体和过冷态熔体；所述的聚丁烯-1结构熔体即指聚丁烯-1的近熔点熔体和过冷态熔体。所述的近熔点熔体是指：聚合物直接升温至熔点与平衡熔点之间的某一温度，存在着局部有序的大分子集团，具有丰富的熔体结构。所述的过冷态熔体是指：聚合物升温至平衡熔点之上，完全消除热和机械历史，降温至某一温度，降温过程中形成一些有序大分子集团，熔体结构极为稀少。所述的空白熔体是指：聚合物升温至平衡熔点之上，完全消除热和机械历史，分子链呈现完全无序状态。与现有技术相比，本专利技术具有以下积极有益效果本专利技术通过结构熔体与剪切流动相结合，有效的促进了聚丁烯-1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ的转变；该过程与工业流程类似，更容易与工业生产相结合，本专利技术在加快晶型转变的过程中没有任何助剂、填料等的加入，最大限度的保持了材料自身的物理化学性质，对其色泽、状态等没有任何影响，因此该方法最大程度的加快了聚丁烯-1在各个领域中的应用，且没有任何生产成本的增加。本专利技术所述的加快晶型转变的方法，制备过程简单、操作方便，且极大的缩短了晶型转变的时间，缩短了时间成本；在没有改变聚丁烯-1基本物理化学性能的基础上大大缩短了晶型转变时间，加快了性能优异的聚丁烯-1在各个领域中的应用。具有很好的社会经济效益。附图说明图1为熔融指数仪的结构示意图之一；图中符号表示的意义为：1表示砝码，2表示料杆，3表示加热圈，4表示料筒，5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对等规聚丁烯‑1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：打开熔融指数仪，设定熔融指数仪的温度程序；待熔融指数仪加料筒内温度升温至设定温度时，取等规聚丁烯‑1颗粒、通过料斗加入到已经设定温度程序的熔融指数仪中的加料筒内进行热处理，热处理完成后得到等规聚丁烯‑1结构熔体；然后对得到的等规聚丁烯‑1结构熔体施加流动剪切进行挤出，挤出的样品在室温下冷却，再用砂纸打磨成为片状样品。

【技术特征摘要】
1.一种对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：打开熔融指数仪，设定熔融指数仪的温度程序；待熔融指数仪加料筒内温度升温至设定温度时，取等规聚丁烯-1颗粒、通过料斗加入到已经设定温度程序的熔融指数仪中的加料筒内进行热处理，热处理完成后得到等规聚丁烯-1结构熔体；然后对得到的等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切进行挤出，挤出的样品在室温下冷却，再用砂纸打磨成为片状样品。2.根据权利要求1所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，其特征在于，所述的等规聚丁烯-1结构熔体为近熔点熔体或过冷态熔体。3.根据权利要求1或2所述的对等规聚丁烯-1结构熔体施加流动剪切加快晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法，其特征在于，所述的热处理具体为：将等规聚丁烯-1颗粒加入到熔融指数仪的加料筒后，在131～139℃条件下预热2～3min；预热完成后，在熔融指数仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静波，张彬，卢亚光，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南,41