CN104277233A - 一种提高聚丙烯材料耐热性能的方法 - Google Patents

一种提高聚丙烯材料耐热性能的方法 Download PDF

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陈忠仁
包锦标
刘智峰
黄通荣
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Abstract

一种提高聚丙烯材料耐热性能的方法，包括如下步骤：将成型的聚丙烯制品置于密闭容器内，向密闭容器内充入超临界流体对前述聚丙烯制品进行溶胀处理0.3～24h，冷却至0～50℃后卸压取出制品，溶胀处理温度为50～200℃，压力为1～50MPa。本方法对任何成型加工后的聚丙烯制品进行二次处理，在不影响聚丙烯其他性能的前提下，显著地提高了聚丙烯的耐热性，且工艺过程绿色环保，无化学残留；并且可通过调节溶胀处理过程的压力和温度，以制得不同耐热性的聚丙烯制品。

Description

一种提高聚丙烯材料耐热性能的方法
技术领域
本发明涉及一种提高聚合物材料耐热性能的方法，具体涉及一种提高聚丙烯材料耐热性能的方法。
背景技术
聚丙烯是一种半透明无色，无臭无毒的聚合物，因其具有优良的化学稳定、高频绝缘性和优良的力学性能而广泛应用于缓冲包装、绝缘隔热、汽车零部件等各个领域，随着加工技术和制品研究方法的不断进步，其应用空间将会更加广泛，形成巨大的市场规模，预计到2015年世界聚丙烯消耗能力为7369万吨/年。
但聚丙烯的最高使用温度为130℃，限制了其在高温环境中的使用，目前通常采用化学改性的方法提高聚丙烯的耐热性，此外，添加成核剂使聚丙烯结晶细化，是近年来研究的热点。申请号为CN200610118582.9的中国发明专利申请《制造具有高光泽度的耐热改性聚丙烯树脂的方法》（公开号为CN101190983A）公开了一种制造耐热改性聚丙烯树脂的方法，包括将聚丙烯树脂与添加剂均匀混合，然后熔融混合造粒。其添加的成核剂、润滑剂和抗氧剂等在提高耐热性的同时造成其力学性能的下降，并且添加剂在使用过程中会逐渐挥发出来，对环境和人体产生不良影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而另外提供一种有效提高聚丙烯材料耐热性能的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种提高聚丙烯材料耐热性能的方法，其特征在于包括如下步骤：
将成型的聚丙烯制品置于密闭容器内，向密闭容器内充入超临界流体对前述聚丙烯制品进行溶胀处理0.3～24h，冷却至0～50℃后卸压取出制品，溶胀处理温度为50～200℃，压力为1～50MPa。
所述超临界流体为二氧化碳和氮气中的一种或两者以任意比例的共混流体。
所述聚丙烯为等规、间规和无规中的一种或一种以上的共混物。
所述卸压的速率为0.1～200MPa/s。
制备得到的聚乙烯制品的耐热性提高了1～30℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本方法对任何成型加工后的聚丙烯制品进行二次处理，在不影响聚丙烯其他性能的前提下，显著地提高了聚丙烯的耐热性，且工艺过程绿色环保，无化学残留；并且可通过调节溶胀处理过程的压力和温度，以制得不同耐热性的聚丙烯制品。
附图说明
图1为实施例1的聚丙烯制品的DSC（示差扫描量热分析）热曲线图；
图2为实施例2的聚丙烯制品的DSC（示差扫描量热分析）热曲线图；
图3为实施例3的聚丙烯制品的DSC（示差扫描量热分析）热曲线图；
图4为实施例4的聚丙烯制品的DSC（示差扫描量热分析）热曲线图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
聚合物的结晶度可以用DSC测定，其结晶熔融时得到的熔融峰曲线和基线所包围的面积，可直接换算成热量。此热量是聚合物中结晶部分的熔融热△Hm。聚合物熔融热与其结晶度成正比，结晶度越高，熔融热越大。如果已知某聚合物百分之百结晶时的熔融热为△H0，那么部分结晶聚合物的结晶度Xc可按下式计算：
Xc=△Hm/△H0
式中Xc为结晶度(单位用百分表示)，△Hm是试样的熔融热，△H0为该聚合物结晶度达到100%时的熔融热.其中，完全结晶PP的熔融热焓值选用文献值207.1J/g。
实例1：制备耐热性提高9℃的聚丙烯
将数均分子量为20万的聚丙烯经注塑成型并置于密封容器内，充入高压二氧化碳，密封容器内部温度升至160℃，压力控制为15MPa，溶胀60分钟。然后在冰水中快速淬冷至10℃，以10MPa/s的速率卸压，处理后的制品熔点升高9℃，图1为本实施处理过的聚丙烯制品的DSC热曲线图。
实例2：制备耐热性提高14℃的聚丙烯
将数均分子量为30万的聚丙烯经挤出成型并置于密封容器内，充入高压二氧化碳，密封容器内部温度升至163℃，压力控制为16MPa，溶胀100分钟。然后在冰水中快速淬冷至0℃，以1MPa/s的速率卸压，处理后的制品熔点升高14℃，图2为本实施处理过的聚丙烯制品的DSC热曲线图。
实例3：制备耐热性提高18℃的聚丙烯
将数均分子量为25万的聚丙烯经模压成型并置于密封容器内，充入高压二氧化碳，密封容器内部温度升至164℃，压力控制为20MPa，溶胀120分钟。然后在冰水中快速淬冷至10℃，以5MPa/s的速率卸压，处理后的制品熔点升高18℃，图3为本实施处理过的聚丙烯制品的DSC热曲线图。
实例4：制备耐热性提高21℃的聚丙烯
将数均分子量为23万的聚丙烯经注塑成型并置于密封容器内，充入高压二氧化碳，密封容器内部温度升至165℃，压力控制为28MPa，溶胀80分钟。然后在冰水中快速淬冷至0℃，以1MPa/s的速率卸压，处理后的制品熔点升高21℃，图4为本实施处理过的聚丙烯制品的DSC热曲线图。

Claims (5)

1.一种提高聚丙烯材料耐热性能的方法，其特征在于包括如下步骤：
将成型的聚丙烯制品置于密闭容器内，向密闭容器内充入超临界流体对前述聚丙烯制品进行溶胀处理0.3～24h，冷却至0～50℃后卸压取出制品，溶胀处理温度为50～200℃，压力为1～50MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述超临界流体为二氧化碳和氮气中的一种或两者以任意比例的共混流体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚丙烯为等规、间规和无规中的一种或一种以上的共混物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述卸压的速率为0.1～200MPa/s。
5.根据权利1至4中任意一项所述的方法，其特征在于：制备得到的聚乙烯制品的耐热性提高了1～30℃。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101693768A (zh) * 2009-10-20 2010-04-14 中国科学院化学研究所 应用超临界流体制备聚合物超细颗粒的方法
CN102504323A (zh) * 2011-11-07 2012-06-20 常州天晟新材料股份有限公司 可工业化的超临界流体技术制备聚合物发泡材料的方法

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Non-Patent Citations (1)

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Title
JIN-BIAO BAO等: ""Carbon Dioxide Induced Crystallization for Toughening Polypropylene"", 《INDUSTRIAL&ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH》 *

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