CN109422884A - 高压调控等规聚1-丁烯晶型ii-晶型i转变的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过对等规聚1‑丁烯(iP‑1‑B)熔融加工成型过程中得到的亚稳态II晶施加高压作用，在室温20℃‑30℃条件下，进而将其快速转变为热力学稳定的I晶的方法，高压范围可在50‑500MPa，结晶转变基本完成需要的时间0‑2min。该技术方法可避免通过共混、共聚等其它方法促进II‑I转变带来的所需的力学性能损失或对特定加工方法的依赖，并可在快速实现II‑I转变的基础上匹配iP‑1‑B熔融加工成型过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过施加高压作用，促进等规聚1-丁烯(iP-1-B)从熔体加工形成的晶型II迅速转变为晶型I，并可匹配iP-1-B熔融加工过程的技术方法。
背景技术
iP-1-B具有优良的诸多性能，如良好的柔韧弯曲性、抗脆裂性、抗冲击性、耐环境应力开裂性、抗高温蠕变性、抗低温冻裂性、保温性和自洁性、抗化学腐蚀性、耐磨性等，被称为“塑料黄金”，在很多领域具有潜在的广泛应用，如用于加工制造热水管材、管件等。但iP-1-B在熔融加工过程中通常先形成热力学不稳定的II晶而非直接形成热力学稳定的I晶，且难以找到有效的I晶成核剂，导致加工成型后因发生II→I转变造成产品尺寸和性能均不稳定，通常需要在库存期间放置两周乃至更长的时间完成这一转变后才能实现尺寸和性能的稳定。这不仅在很大程度上延长了iP-1-B产品的加工周期，而且给熔融加工过程中产品尺寸的精确控制造成了困难，限制了iP-1-B制品的加工制造应用的发展。
目前的现有技术显示，通过调节等规度、进行单体共聚、施加拉伸作用、在CO2辅助下发泡、添加辅助组分等方式均可不同程度上加快II-I转变，但存在会造成一定的力学性能损失、受限于特定的加工方式和制品形式、调控效率不够高而不能和iP-1-B的熔融加工过程进行匹配等问题，难以在iP-1-B的加工应用领域加以推广。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种高压调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变的方法，可在iP-1-B的熔融加工过程中，通过施加高压作用，快速实现iP-1-B的II-I转变，且该转变过程在时间上可以实现和熔融加工过程的完好匹配，解决在加工获得制品后需要经长期库存放置而带来的各种问题。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
高压调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变的方法，在室温20℃-30℃条件下，通过控制对等规聚1-丁烯亚稳态的晶型II施加的压力和施加压力维持的时间，调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变，所述施加压力为50-500Mpa，所述施加压力维持时间为0-2min，经所述方法处理后，I晶占I晶和II晶的比例为90.5～99.2％。
优选的，施加压力为100-300MPa。
优选的，施加压力维持时间为0.5-2min。
优选的，经所述方法处理后，I晶占I晶和II晶的比例为99.0％～99.2％。
本发明的另一方面，还包括所述高压调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变的方法在iP-1-B的熔融加工过程中的应用。
本发明的另一方面，还包括所述高压调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变的方法在提高iP-1-B力学性能上的应用。
在iP-1-B的熔融加工成型过程中，已经得到亚稳态的晶型II，进而随即对其施加高压作用，促使其快速发生II-I转变，转变基本完成的时间可缩短到能够和iP-1-B制品熔融加工成型的过程相匹配的要求。
具体的：
1.将iP-1-B样品制成直径为12mm大小的圆片，在热台上首先以5℃/min升温到200℃并恒温3-5min，消除样品热历史，然后以一定的降温速率，如15℃/min降温到室温，得到II晶圆片。或者将iP-1-B的颗粒材料用加工设备熔融加工后形成类似尺寸或结构的样品；
2.在上述步骤1中得到的iP-1-B样品上施加一定的高压作用，压力范围可在50-500MPa之间，可优选在100-300MPa之间，保持一定的时间，如0-2min之间。较高的压力和较长的保持压力的时间有利于II晶向I晶的充分转变；
3.经过上述步骤2中高压作用后的iP-1-B样品取出后可以进行XRD的测试，得到的XRD曲线如图1至图4所示，利用公式进一步得到对应的I晶在I晶和II晶中的比例如图5所示。
转变基本完成的时间是在完成施加高压作用后维持高压的时间，范围可在0-2min之间，或依不同材料或工艺技术条件而有所差异，但时间上远远较通常需要的两周或更长时间有显著缩短，可以满足和iP-1-B熔融加工成型过程的匹配需要。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明适用于均聚合或少量其它单体共聚合得到的iP-1-B材料，使用本发明所提供的技术方法，可通过施加高压作用，将iP-1-B熔融加工得到的II晶快速转变为I晶，并在时间上能够实现与熔融加工过程的匹配，避免后续在室温下长期进行库存放置的需要。且该技术方法实现上相对简单，可避免iP-1-B材料因共聚、共混等改性处理而带来的力学性能损失。
附图说明
图1常温30℃下PB0400分别在不同压力下保压0min后的XRD曲线图；
图2常温30℃下PB0400分别在不同压力下保压0.5min后的XRD曲线图；
图3常温30℃下PB0400分别在不同压力下保压1min后的XRD曲线图；
图4常温30℃下PB0400在156MPa压力下保压不同时间后的XRD曲线图；
图5常温30℃下PB0400在不同压力下保压不同时间得到I晶在I和II晶中的含量。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
制取直径为13mm厚度为1mm的PB0400#(巴塞尔)样品片，在linkam拉伸热台上以10℃/min升温到200℃并恒温温3-5min，然后以15℃/min降温到室温30℃，施加156MPa压力立即取下来，随后将取出的样品用XRD进行表征，得到的XRD曲线如图1中所示，由此得到样品中I晶占I晶和II晶的比例为90.01％。
实施例2：
制取直径为13mm厚度为1mm的PB0400#(巴塞尔)样品片，在linkam拉伸热台上以10℃/min升温到200℃并恒温温3-5min，然后以15℃/min降温到室温30℃，施加208MPa的压力并保持0.5min，随后将取出的样品用XRD进行表征，得到的XRD曲线如图2所示，由此得到样品中I晶占I晶和II晶的比例为96.66％。
实施例3：
制取直径为13mm厚度为1mm的PB0400#(巴塞尔)样品片，在linkam拉伸热台上以10℃/min升温到200℃并恒温温3-5min，然后以15℃/min降温到室温30℃，施加468MPa的压力并保持1min，随后将取出的样品用XRD进行表征，得到的XRD曲线如图3所示，由此得到样品中I晶占I晶和II晶的比例为99.20％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.高压调控等规聚1‐丁烯晶型II‐晶型I转变的方法，其特征在于，在室温20℃-30℃条件下，通过控制对等规聚1-丁烯亚稳态的晶型II施加的压力和施加压力维持的时间，调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变，所述施加压力为50-500Mpa，所述施加压力维持时间为0-2min，经所述方法处理后，I晶占I晶和II晶的比例为90.5～99.2％。
2.如权利要求1中所述的高压调控等规聚1‐丁烯晶型II‐晶型I转变的方法，其特征在于，施加压力为100-300MPa。
3.如权利要求1中所述的高压调控等规聚1‐丁烯晶型II‐晶型I转变的方法，其特征在于，施加压力维持时间为0.5-2min。
4.如权利要求1中所述的高压调控等规聚1‐丁烯晶型II‐晶型I转变的方法，其特征在于，经所述方法处理后，I晶占I晶和II晶的比例为99.0％～99.2％。
5.如权利要求1所述的高压调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变的方法在iP-1-B的熔融加工过程中的应用。
6.如权利要求1所述的高压调控等规聚1-丁烯晶型II-晶型I转变的方法在提高iP-1-B力学性能上的应用。
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