CO₂调控等规聚丁烯-1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法

专利名称：CO₂调控等规聚丁烯-1晶型Ⅱ向晶型Ⅰ转变的方法
技术领域：
本专利涉及一种等规聚丁烯-1晶型II向晶型I转变的方法。
背景技术：
等规聚丁烯-1是一种常用的工程塑料，其具有较好的弹性、耐冲击、 耐应力开裂性，耐蠕变性、耐热抗压性、隔湿性能、电绝缘性能等，在输 送管道的制作、制作薄膜和纤维的材料用于食品的包装袋、共混物改良其 他物质性质等方面应用广泛。
等规聚丁烯-1具有五种不同的晶型，晶型I、晶型II、晶型III、晶型
r和晶型ir。这五种晶型中研究较为广泛的是晶型i和晶型n，晶型i是由
3,螺旋链堆砌的六方晶胞结构，晶型II是由113螺旋构象链堆砌的四方晶胞结构。
等规聚丁烯-i在熔融之后冷却成型，其晶型为不稳定的晶型n，熔点
124°C，密度0.S9 g/cm3，此种状态下的制品机械强度差，性能不稳定，但 放置5-7天陈化后，转变成晶型I的状态，此时熔点135 °C，密度0.95 g/cm3。
在晶型n向晶型i转变过程中等规聚丁烯-i其物理化学性能都不断的提高。 在通常情况下，晶型n向晶型i的转变所需要的时间较长，需要几天
到几个星期。由于等规聚丁烯-1晶型II向晶型I慢的转变速度，制约着等 规聚丁烯-1在工业和商业上应用。如何控制晶型II向晶型I的转变过程，
加快晶型II向晶型I的转变过程，成为研究的一个重点。
目前，常规的方法是，等规聚丁烯-1在压力的作用下，能够加速晶型
II能够向晶型I转变。如文献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)公开的方法，这些研究主要集中 在等规聚丁烯-1在液压和机械力下的晶型的转变，处理量较小，其处理的 形态仅限于等规聚丁烯-1的膜，同时对设备的要求较高，过程不易控制。

发明内容
本发明的目的是提供一种C02调控等规聚丁烯-l晶型II向晶型I转变 的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的技术构思是这样的
将晶型II型等规聚丁烯-1放置于压力容器中，将C02通入压力容器中，
控制C02的温度和压力，以及时间，从而获得晶型I的等规聚丁烯-1。
本发明的方法包括如下步骤
将晶型为II型的等规聚丁烯-1置于C02气氛中，处理时间为0.1-48小 时，然后，将处理物取出，即可获得晶型I的等规聚丁烯-1。
优选的，处理温度为5-120 °C，处理压力为0.1-30MPa;
所说的晶型为II型的等规聚丁烯-1，包括不同牌号的晶型为II型的等 规聚丁烯-1，可以为颗粒、粉末或膜片等形状；
本发明通过控制晶型II等规聚丁烯-1所处环境中co2的温度和压力， 达到对等规聚丁烯-1晶型II向晶型I过程的控制，同时又利用了 C02分子
与等规聚丁烯-i分子之间的相互作用，加速了等规聚丁烯-i晶型n向晶型 i的转变，使得晶型n向晶型i的转变周期大大减少，从而使得工业和商业 中获得稳定晶型i等规聚丁烯-i更加容易，对等规聚丁烯-i更广泛的应用 有重要的意义。


图1为实施例1的X射线衍射分析(XRD)图。 图2为实施例1的差式扫描量热分析(DSC)图。 图3为实施例2的X射线衍射分析(XRD)图。 图4为实施例2的差式扫描量热分析(DSC)图。
图5为^2与C02密度的关系图。
具体实施例方式
实施例1
将厚度为lmm的晶型为II型等规聚丁烯-1膜片置于高压容器中，然后 通入C02，控制高压容器中C02温度为5 °C、压力为30MPa。
待温度和压力稳定以后，将等规聚丁烯-1在C02中处理0.1小时以后取出。
通过X射线衍射分析(XRD)，见图l，从衍射图中可以得出，表征晶
型II的特征衍射峰全部消失，表明了处理过后的等规聚丁烯-1膜片中晶型
II全部转变为晶型I;通过差式扫描量热分析(DSC)，见图2，在DSC曲 线图中只出现了晶型I的熔融峰，同时也表明了晶型II全部转变为晶型I。 也就是说在C02密度为28.1152 g/cn^时，0.1小时后晶型II已经全部转变 为了晶型I。大大降低了一般情况下的等规聚丁烯-1晶型II向晶型I转变的时间。
实施例2
将直径为3-5mm的等规聚丁烯-1颗粒置于高压容器中，然后通入一定 量的C02，控制高压容器中C02温度为120°C、压力为30MPa。
待温度和压力稳定以后，将等规聚丁烯-1在C02中处理0.15小时以后取出。
通过X射线衍射分析(XRD)，见图3，从衍射图中可以看出，表征晶 型II的特征衍射峰全部消失，表明了处理过后的等规聚丁烯-1颗粒中晶型 II全部转变为晶型I;通过差式扫描量热分析(DSC)，见图4，在DSC曲 线图中只出现了晶型I的熔融峰，同时也表明了晶型II全部转变为晶型I。 也就是说在C02密度为25.7473 g/cm3时，0.15小时后晶型II已经全部转变 为了晶型I。大大降低了一般情况下的等规聚丁烯-1晶型II向晶型I转变的 时间。
实施例3
将粉末状等规聚丁烯-1颗粒置于高压容器中，然后通入一定量的C02， 控制高压容器中C02温度为5 'C、压力为0.1 MPa。待温度和压力稳定以后，将等规聚丁烯-1在C02中处理24小时以后取出。通过X射线衍射分析 (XRD)，从衍射图中可以看出，表征晶型II的特征衍射峰全部消失，表明 了处理过后的等规聚丁烯-1粉末中晶型II全部转变为晶型I;通过差式扫描 量热分析(DSC)，在DSC曲线图中只出现了晶型I的熔融峰，说明了晶型 II全部转变为晶型I。也就是说在C02密度为0.0435 g/cm3时，24小时后晶 型II就全部转变为了晶型I。大大降低了一般情况下的等规聚丁烯-1晶型 II向晶型I转变的时间。
实施例4
将粉末状等规聚丁烯-1颗粒置于高压容器中，然后通入一定量的C02， 控制高压容器中C02温度为120 °C、压力为0.1 MPa。待温度和压力稳定以 后，将等规聚丁烯-1在C02中处理48小时以后取出。通过X射线衍射分 析(XRD)，从衍射图中可以看出，表征晶型II的特征衍射峰全部消失，表 明了处理过后的等规聚丁烯-1粉末中晶型II全部转变为晶型I;通过差式扫 描量热分析(DSC)，在DSC曲线图中只出现了晶型I的熔融峰，说明了晶 型II全部转变为晶型I。也就是说在C02密度为0.0307 g/cm3时，48小时后 晶型II就全部转变为了晶型1。大大降低了一般情况下的等规聚丁烯-1晶型 II向晶型I转变的时间。
实施例5
将粉末状等规聚丁烯-1颗粒置于高压容器中，然后通入一定量的C02， 控制高压容器中C02温度为60 °C、压力为6MPa。待温度和压力稳定以后， 将等规聚丁烯-1在C02中处理5小时以后取出。通过X射线衍射分析 (XRD)，从衍射图中可以看出，表征晶型II的特征衍射峰全部消失，表明
了处理过后的等规聚丁烯-1粉末中晶型II全部转变为晶型I;通过差式扫描 量热分析(DSC)，在DSC曲线图中只出现了晶型I的熔融峰，说明了晶型
II全部转变为晶型I。也就是说在C02密度为2.8524 g/cmS时，5小时后晶 型II就全部转变为了晶型I。大大降低了一般情况下的等规聚丁烯-1晶型
n向晶型i转变的时间。
实施例6
将等规聚丁烯-1膜片置于高压红外池中，用傅立叶变换红外光谱考察
表征晶型II和晶型I的特征红外峰在C02环境中的等规聚丁烯-l晶型II向
晶型I转变过程，考察温度范围为5-120 °C、压力范围在0.1-30 MPa。定义 晶型II向晶型I转变50%所用时间为t1/2，得出11/2与C02密度的关系如图
5所示
通过控制C02密度有效的控制了晶型II向晶型I的转变过程的控制， 同时从图中也可以看出在较高的C02密度下能够有效的减少晶型II向晶型
I转变时间。
权利要求
1.一种CO2调控等规聚丁烯-1晶型II向晶型I转变的方法，其特征在于，包括如下步骤将晶型为II型的等规聚丁烯-1置于CO2气氛中，0.1-48小时，然后将处理物取出，即可获得晶型I的等规聚丁烯-1。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，C02气氛的温度为5-120 。C，压力为0.1-30 MPa。
3. 根据权利要求i所述的方法，其特征在于，所说的晶型为n型的等规聚丁烯-1，包括不同牌号的晶型为II型的等规聚丁烯-1。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所说的晶型为II型的等 规聚丁烯-1，为颗粒、粉末或膜片形状。
全文摘要
本发明公开了一种CO₂调控等规聚丁烯-1晶型II向晶型I转变的方法，包括如下步骤将晶型为II型的等规聚丁烯-1置于CO₂气氛中，0.1-48小时，然后将处理物取出，即可获得晶型I的等规聚丁烯-1。本发明通过控制晶型II等规聚丁烯-1所处环境中CO₂的温度和压力，达到对等规聚丁烯-1晶型II向晶型I过程的控制，同时又利用了CO₂分子与等规聚丁烯-1分子之间的相互作用，加速了等规聚丁烯-1晶型II向晶型I的转变，使得晶型II向晶型I的转变周期大大减少，从而使得工业和商业中获得稳定晶型I等规聚丁烯-1更加容易，对等规聚丁烯-1更广泛的应用有重要的意义。
文档编号C08L23/00GK101113201SQ20071004372
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月12日 优先权日2007年7月12日
发明者峰 何, 涛 刘, 磊 李, 许志美, 玲 赵 申请人:华东理工大学