一种加快聚丁烯-1晶型转变的有机/无机杂化助剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种加快聚丁烯

【技术实现步骤摘要】
一种加快聚丁烯
‑
1晶型转变的有机/无机杂化助剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种加快聚丁烯
‑
1晶型转变的有机/无机杂化助剂的制备方法及其应用，属于高分子材料


技术介绍

[0002]聚丁烯
‑
1（PB
‑
1）作为一种享有“塑料黄金”盛誉的热塑性高分子材料，具有优良的机械性能、突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性以及耐热性等优点，使其在热水管材、薄膜等工业应用方面极具发展潜力。而PB
‑
1是一种多晶型聚合物，晶体形态有I、II、III、I
’
四种，其中最重要而且具有实际价值的是晶型I和晶型II。但PB
‑
1加工熔融后，亚稳态的晶型II首先从熔体中冷却形成，在该晶型状态下PB
‑
1熔点低，力学性能差。在室温下放置，PB
‑
1晶型会自发向稳定的晶型I转变，该晶型熔点高，机械性能好。在室温下完成整个晶型转变过程需要七天甚至更久，这使得PB
‑
1生产周期变长，严重制约了其高效应用。因此，缩短聚丁烯
‑
1晶型转变时间或直接得到稳定的晶型I具有重要的现实意义。
[0003]为了使性能优异的PB
‑
1得到更好的应用，国内外学者针对其晶型转变速率慢的问题已经进行大量的研究，结果表明，逐步退火、CO2高压等方法虽然在一定程度上对于PB
‑
1晶型转变具有推动作用，但是其要求条件严苛、操作复杂，难以实现大规模生产应用。而且现有的研究大部分只考虑了单一方法对聚丁烯
‑
1晶型转变的影响。公开号为CN106046573A，CN106147045A，CN105924811A，CN106147044A的中国专利均报道了一系列直接使用聚丙烯成核剂促进聚丁烯
‑
1晶型转化速率的应用。但是，上述研究中的聚丁烯
‑
1在约44小时左右全部转化，而44小时转化完成也远远无法达到实际应用的要求。
[0004]本专利技术提出一种加快聚丁烯
‑
1晶型转变速率的有机/无机杂化助剂，其兼具内润滑、晶格匹配双重作用，并通过双重作用的协同，实现了聚丁烯
‑
1晶型转变速率的大幅加快。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种用于提高聚丁烯
‑
1晶型转变速率的有机/无机杂化助剂的制备方法及其应用，该助剂将聚丁烯
‑
1从晶型II转变为晶型I的时间从7天缩短为22 h，有利于解决聚丁烯
‑
1晶型转变慢的技术难点，并可以大大促进其广泛应用。
[0006]为达到上述目的，一种加快聚丁烯
‑
1晶型转变的有机/无机杂化助剂，其特征在于，其分子结构如下所示：
式中，n的取值范围为6
‑
8。
[0007]一种加快聚丁烯
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1晶型转变的有机/无机杂化助剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：S1、将5 g碳链长度为C
60
‑
C
80
费托蜡和1 g马来酸酐溶于100 mL二甲苯中，升温至120 ℃后向体系内滴加50 mL含有0.5 g过氧化二异丙苯的二甲苯溶液，滴加时间控制在30
‑
120 min，滴加完毕后搅拌反应8 h，反应结束后减压蒸馏、洗涤、烘干得到费托蜡酸；S2、将5 g凹凸棒土原土置于浓度为10%的100 mL盐酸溶液中搅拌1 h后，抽滤用水洗涤至中性，80℃下烘干得到酸化凹凸棒土；S3、将5 g上述酸化凹凸棒土置于100 mL二甲苯中，超声分散1 h后在剧烈搅拌下将体系温度升高至120 ℃，将入5 g上述费托蜡酸、0.05 g对甲苯磺酸和20 mL环己烷，剧烈搅拌反应5 h，减压蒸馏脱除未反应的溶剂和单体，并用80 ℃热水洗涤5次，烘干，得到所述有机/无机杂化助剂。
[0008]优选的，作为一种改进，所述步骤S1中所用费托蜡的碳链长度为C
60
‑
C
80
。
[0009]本专利技术经过验证使用上述碳链长度的费托蜡合成的有机/无机杂化助剂与聚丁烯
‑
1相容性更好，而且容易与酸化凹凸棒土反应，碳链过长不利于反应，碳链过短不利于有机/无机杂化助剂助剂在聚丁烯
‑
1中的分散，从而影响有机/无机杂化助剂的作用效果。
[0010]优选的，作为一种改进，所述步骤S1中的过氧化二异丙苯的二甲苯溶液的滴加时间为90 min。
[0011]本专利技术经过验证，所述步骤S1中的过氧化二异丙苯的二甲苯溶液的最佳滴加时间为90 min，滴加时间过长或过短都会影响费托蜡酸的性能从而为后续合成带来困难。
[0012]另外，本专利技术所述一种加快聚丁烯
‑
1晶型转变的有机/无机杂化助剂制备方法中的各类反应条件及参数均为经过试验验证的较优条件。
[0013]本专利技术还提供了一种加快聚丁烯
‑
1晶型转变的有机/无机杂化助剂的应用，其特征在于，所述有机/无机杂化助剂的用量为聚丁烯
‑
1质量的0.01%
‑
0.5%。
[0014]优选的，所述有机/无机杂化助剂的用量为聚丁烯
‑
1质量的0.1%。
[0015]本专利技术合成的助剂添加量必须适量，才能发挥协同作用效果从而加快聚丁烯
‑
1的晶型转变速率，上述添加量为经过试验验证的较优条件。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果。
[0017]1、所述有机/无机杂化助剂分子链中的酸化凹凸棒土部分与聚丁烯
‑
1的晶型I具
有晶格匹配作用，在聚丁烯
‑
1结晶时可以通过晶格匹配作用准确诱导聚丁烯
‑
1快速形成晶型I 晶核，从而加快晶型转变速率。另一方面，所述有机/无机杂化助剂分子链中的费托蜡部分可以起到内润滑作用，在聚丁烯
‑
1结晶时可以有效减少其链滑移阻力，使其分子链更容易突破能垒迅速规则排列并紧密堆砌，从而大幅提高其晶型转变速率。
[0018]2、所述有机/无机杂化助剂分子中的费托蜡链段可有效改善酸化凹凸棒土与聚丁烯
‑
1基体间的相容性，促进凹凸棒土在聚丁烯
‑
1基体中均匀分散，从而促进助剂作用的更有效发挥。
[0019]3、所述有机/无机杂化助剂不是简单的复配体系，而是通过化学反应生成的，二者之间通过范德华力紧密结合，在与聚丁烯
‑
1熔融共混时可以保证结构稳定，从而更好的发挥内润滑与晶格匹配协同作用。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加快聚丁烯
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1晶型转变的有机/无机杂化助剂，其特征在于，分子结构如下所示：式中，n的取值为10
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30的整数。2.一种加快聚丁烯
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1晶型转变的有机/无机杂化助剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：S1、将5 g碳链长度为C
60
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C
80
费托蜡和1 g马来酸酐溶于100 mL二甲苯中，升温至120 ℃后向体系内滴加50 mL含有0.5 g过氧化二异丙苯的二甲苯溶液，滴加时间控制在30
‑
120 min，滴加完毕后搅拌反应8 h，反应结束后减压蒸馏、洗涤、烘干得到费托蜡酸；S2、将5 g凹凸棒土原土置于浓度为10%的100 mL盐酸溶液中搅拌1 h后，抽滤用水洗涤至中性，80℃下烘干得到酸化凹凸棒土；S3、将5 g上述酸化凹凸棒土置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，毛双丹，赵玉英，林福华，李向阳，张岩丽，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：