[发明专利]一种相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法

权利要求书

1.一种相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于，该方法是利用微纳层叠共挤出设备使含有α成核剂的高阻隔聚合物在聚丙烯中原位微纤化后，通过微纤中的α成核剂界面结晶调控，获得多层次微观结构：

(1)所述多层次微观结构包含高阻隔聚合物原位形成的取向微纤、微纤表面α成核剂诱导形成的α横晶，且相邻横晶的片晶在界面处相互穿插，形成“互锁”结构；

(2)所述多层次微观结构中取向微纤与“互锁”α横晶组成的纳米阻隔墙，有效延长气体小分子在聚丙烯中扩散渗透的曲折路径，显著提高聚丙烯的气体阻隔性能；

其具体制备方法是将含α成核剂的高阻隔聚合物与纯聚丙烯混合后，投入由挤出机(A、B)、熔体泵(C)、四层分配器(D)、三层分配器(E)、口模(F)、牵引辊(G)构成的微纳层叠共挤出设备中，含α成核剂的高阻隔聚合物熔体在层分配器中不断被分割、叠加，受到强烈的剪切-拉伸复合流动场作用，在聚丙烯中原位形成微纤，并沿流动方向取向排列。

2.根据权利要求1所述相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于：所述高阻隔聚合物为聚酯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺6、聚酰胺66中的一种，其添加量为5wt％-40wt％。

3.根据权利要求1所述相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于：所述α成核剂为二亚苄基山梨醇类、芳香族羧酸盐类、取代芳基杂环磷酸盐类、取代芳基杂环磷酸酯类、支化酰胺类、脱氢枞酸及其盐类、无机物类和高分子类中的一种，其添加量为0.1wt％-1.0wt％。

4.根据权利要求1所述相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于：所述α横晶是由高阻隔聚合物中的α成核剂在其表面诱导聚丙烯分子链形成的，通过调控α横晶的片晶生长长度、取向度以及微纤间的距离，相邻α横晶的片晶相互穿插，形成“互锁”结构。

5.根据权利要求4所述相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于：所述α横晶的片晶生长长度、取向度可通过α成核剂含量、α成核剂种类、结晶条件来调节，微纤间的间距由高阻隔聚合物的含量、牵引辊的牵引速率来控制。

6.根据权利要求5所述相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于：热处理是指将牵引冷却成型的样品在两相熔点间的温度熔融后，经不同降温速度降至不同等温结晶温度进行热处理，热处理可以在保持微纤形态不变的条件下，进一步提高“互锁”α横晶的完善程度。

7.根据权利要求1或4所述相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于：可通过层分配器数量、层分配器温度、牵引辊的牵引速率、热处理熔融温度、热处理降温速度、热处理等温结晶温度、高阻隔聚合物含量、高阻隔聚合物种类、α成核剂含量、α成核剂种类的调节对聚丙烯材料的气体阻隔性能进行调控。

8.根据权利要求1所述相形态与界面结晶调控制备高阻隔聚丙烯材料的方法，其特征在于：通过使用不同流道形状的口模得到的挤出物是薄膜、片材、板材或纤维。