聚丙烯成核剂研究进展

聚丙烯的改性在其实际生产应用中有重要作用.在聚丙烯中添加成核剂可以改善聚丙烯的物理机械性能,达到聚丙烯改性的目的.介绍了聚丙烯成核剂的作用机理,以及聚丙烯的α晶成核剂和β晶成核剂的特点、作用效果及对聚丙烯性能的影响.     

成核剂改性聚丙烯的性能

采用熔融共混法制备了成核剂390与成核剂NX8000改性聚丙烯(PP),并利用电子万能试验机、DSC、POM、雾度计、SEM等表征手段对改性PP的力学性能、结晶行为、透明性及断面形态进行了对比研究.结果表明:与纯PP相比,成核剂390或成核剂NX8000改性PP的结晶速率明显提高,结晶温度和结晶度分别提高了7.7、7.8,℃和26.1%、27.4%;改性PP除断裂伸长率略有下降外,拉伸强度、弯曲强度及模量、冲击强度均明显提高;加入成核剂390或成核剂NX8000均能明显降低PP的雾度,后者比前者效果更好.     

无机粒子对聚丙烯/β晶型成核剂体系的晶型影响

采用熔融压片法制作聚丙烯薄片,以WAXD为测试手段考察研究了纳米SiO2、纳米CaCO3及5A型分子筛三种无机粒子对PP/β晶型成核剂体系晶体形态的影响,得出了各种体系中β晶型的相对百分含量Kβ值。结果表明,5A分子筛和纳米CaCO3成核能力较弱,对β晶型成核剂的诱导影响作用不明显,是较好的无机填料粒子。而纳米SiO2少量加入即能强烈影响晶体形态。这一结果可用竞争成核的机理解释。     

铝系新型聚丙烯成核剂的制备及表征

利用苯甲酸、硬脂酸、对叔丁基苯甲酸与铝酸异丙酯,制备了新型的聚丙烯成核剂AlB,AlY和AlD.利用TG考察了成核剂的热稳定性,采用广角X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热法(DSC)对其改性聚丙烯的结晶性能进行了表征,并测试了其维卡温度和力学性能.结果表明,成核剂AlB,AlY和AlD的加入诱导PP以α晶型结晶,PP/AlY,PP/AlB和PP/AlD的冲击强度由纯PP的9.43 kJ/m2分别提高到30.13,24.06和29.83 kJ/m2,且拉伸强度和弯曲强度都略有提高.DSC分析和维卡软化点测试可以看出,成核剂AlD,AlB提高了PP的结晶温度和结晶度,AlY使PP的结晶温度提高,但结晶度略有下降.     

磷酸盐与山梨醇类成核剂成核PP样品等温结晶行为与熔融特性

用差动扫描量热计（DSC）研究了一种有机磷酸盐类成核剂（A）、山梨醇类成核剂（D）成核PP和纯PP的等温结晶行为和熔融特性。结果表明成核样品缩短PP的半结晶时间，成核型A比D更明显；纯PP样品的半结晶时间正比于结晶温度，而成核PP的半结晶时间与结晶温度的关系在结晶温度低时，依赖性较纯PP的小，而在高结晶温度，半结晶时间对结晶温度的依赖性比较PP的大。成核剂的加入使PP结晶完善性提高，且熔融峰发生改变，熔融峰高温区出现一肩峰；而纯PP在低温区有一很宽的肩峰。根据半结晶时间，2种成核剂的成核效果为A＞D，与非等温结晶的结果一致。     

新型聚丙烯β晶型成核剂的评价

针对现有成核剂的缺陷与不足,选取不同结构的有机化合物作为等规聚丙烯β晶型成核剂。采用广角X射线衍射分析(XRD)和偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热法(DSC)几种手段对其改性聚丙烯的晶体结构、结晶形态及结晶行为进行了表征。结果表明,TY30是一种有效的β晶型成核剂,在其质量分数为0.5%时,β晶相对百分含量达76.78%;晶体表现为典型的β晶形态;与市售β晶型成核剂TMB-5相比,结晶温度提高不明显,但结晶度提高了6%。     

成核剂对小本体聚丙烯结晶行为和性能的影响

研究了不同的成核剂对聚丙烯结晶行为的影响,探讨了不同结晶形态对聚丙烯的力学性能、熔体流动速率的影响,结果表明,不同的成核聚丙烯其性能有很大差别.     

β成核剂改性聚丙烯的研究

研究了β晶型成核剂对聚丙烯力学性能和热学性能的影响,并对其进行了DSC、正交偏光显微镜和电镜观察.研究表明:添加β成核剂后,聚丙烯晶型由α晶型向β晶型转变,韧性大大增强.β成核剂用量在0.2%时,冲击强度比未加成核剂时提高了3倍左右,其拉伸强度几乎没有变化,其软化点提高了15~20℃.     

苯甲酸钠作为热塑性材料成核剂研究及应用进展

热塑性塑料成核剂是一种促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的改性剂.在热塑性树脂中加入成核剂可以提高其结晶速度,缩短成型周期,改善制品的机械性能和热性能.热塑性树脂的结晶改性是实现其高性能化、高功能化的重要途径.本研究介绍了苯甲酸钠的合成方法及主要物性.苯甲酸钠作为分散型成核剂,可以提高聚丙烯的结晶温度,缩短结晶时间;在高压下成型,还可以改变聚丙烯的晶型;而作为PET和PEN的成核剂,则是通过与聚酯发生化学反应,通过"化学成核"而起作用.苯甲酸钠成核剂与其他成核剂相比,具有合成工艺简单、成本低、无毒、易储存等优点,本研究还指出,延长苯甲酸钠成核剂产品寿命的方向是提高产品纯度、降低粒度,与其他成核剂复配使用.     

成核剂对小本体聚丙烯结晶行为和性能的影响

研究了不同的成核剂对聚丙烯结晶行为的影响，探讨了不同结晶形态对聚丙烯的力学性能、熔体流动速率的影响，结果表明，不同的成核聚丙烯其性能有很大差别。     

化学复合山梨醇缩醛类成核剂的合成、结构表征及在聚丙烯中的应用

以对甲基苯磺酸为催化剂,对甲基苯甲醛与对氯苯甲醛组成的混合醛和山梨醇为原料,合成了化学复合山梨醇缩醛类成核剂。在混合醛/山梨醇(摩尔比)2.05:1的条件下,分别合成了对氯苯甲醛与对甲基苯甲醛之比为1:0(E1)、4:1(E2)、3:1(E3)、2:1(E4)、1:1(E5)、1:3(E6)、1:4(E7)和0:1(E8)的复合成核剂,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD),分别表征了成核剂的晶体结构和分子结构,FTIR测试显示合成的产物为山梨醇缩醛;XRD测试表明,采用复合醛合成的复合缩醛的晶体结构与E1不同。熔点测试发现,化学复合成核剂的熔点随原料中对甲基苯甲醛与对氯苯甲醛的摩尔比的增大而逐步提高。对聚丙烯的成核改性实验表明,化学复合成核剂具有增透和增刚的双重功能。     

山梨醇和有机磷类成核剂对聚丙烯性能和结晶行为的影响

研究了有机磷类成核剂Irgastab NA—11和ADKNA-21以及山梨醇衍生物类成核剂Irgaelear DM和MiUad3988对聚丙烯性能和结晶行为的影响．研究结果表明，有机磷类成核剂对聚丙烯力学性能的改善效果要优于山梨醇类成核剂，而后者对聚丙烯透明性能的改善效果要优于有机磷类成核剂．同时，有机磷和山梨醇类成核剂对聚丙烯结晶峰温度的影响相类似．当成核剂的浓度为0．2wt％时，与空白聚丙烯相比，IrgastabNA—11和ADKNA-21成核聚丙烯拉伸强度和弯曲模量分别提高19．35％，17．67％和29．48％，24．84％，雾度分别降低43．58％和44．01％；而Irgaclear DM和Millad 3988成核聚丙烯的拉伸强度和弯曲模量分别提高7．03％，7．46％和7．20％，11．96％，雾度分别降低51．03％和52．23％．此外，微观形态研究表明，有机磷和山梨醇类成核剂的加入都可以显著降低聚丙烯的球晶尺寸．     

成核剂对PBS结晶性能及力学性能的影响

运用差示扫描量热法、偏光显微镜和力学性能测试等分析手段,从晶形结构和宏观性能角度研究了4种成核剂对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)结晶行为及力学性能的影响.结果表明,成核剂的加入细化了PBS球晶尺寸,球晶规整均匀,且结晶温度向高温方向移动,其中BenLa使PBS结晶温度移动了9.16℃,而成核改性PBS的力学性能较纯PBS也有所改善.     

两种类型成核剂对聚丙烯结晶行为及力学性能的影响

用差示扫描量热仪和X射线衍射仪对两种类型成核剂改性的聚丙烯的结晶行为进行了表征,结果表明,两种成核剂的加入均可提高聚丙烯的结晶起始温度和结晶峰温度,并加快结晶速度.α成核剂的加入使聚丙烯结晶度增大,从而使刚性增加,但抗冲击强度有所下降;β成核剂的加入使聚丙烯中β晶含量大幅度地提高,从而使聚丙烯抗冲击强度提高,即韧性增加.     

取代芳基杂环磷酸盐类成核剂对等规聚丙烯性能和微观形态的影响

研究了不同的取代芳基杂环磷酸金属盐类成核剂对等规聚丙烯(iPP)性能及其微观形态的影响。结果表明:取代芳基杂环磷酸的一价金属盐类成核剂如钠盐(NA 11)、锂盐(NA 03)和钾盐(NA 19)具有很好的成核效果。当添加0.2%的钠盐、锂盐或钾盐时,iPP的拉伸强度可提高10%左右,弯曲模量可提高30%左右,雾度可降低40%左右,热变形温度提高25°C左右。而取代芳基杂环磷酸的二价金属盐如钙盐(NA 20)、镁盐(NA 12)、锌盐(NA 30)和三价的铝盐(NA 13)则基本上没有成核效果。对iPP及成核iPP的微观形态研究表明:不同成核剂的加入都可以降低球晶的尺寸,但一价钠盐(NA 11)降低iPP球晶尺寸的效果更显著,且生成的球晶更加致密和均匀。     

β成核剂对聚丙烯结晶及力学和耐磨性能的影响研究

先将β成核剂TMB-5制成母粒,再用于改性聚丙烯（PP）．研究结果表明TMB-5的加入对聚丙烯的拉伸强度影响小,但聚丙烯的简支梁缺口冲击强度和断裂伸长率均有较大幅度提高,TMB-5用量为0．1％时,聚丙烯的简支梁缺口冲击强度达到17．6kJ／m^2．TMB-5的加入可以提高聚丙烯的耐磨性能,TMB-5用量为0．3％时,聚丙烯的耐磨性能最佳．差示扫描量热（DSC）、广角X衍射（XRD）的研究表明：TMB-5对聚丙烯的结晶不仅具有明显的成核作用,而且部分改变了聚丙烯的晶型．     

负载型β-成核剂对PP结晶与熔融行为的影响

 采用纳米CaCO₃作为载体制备了负载型β-成核剂及其β-成核-PP,用DSC和XRD研究了载体纳米CaCO₃用量和负载型β-成核剂用 量对成核PP结晶与熔融行为和β-PP含量的影响,并与传统β-成核剂庚二酸钙（CaHA）成核PP比较。结果表明,负载型β-成核剂比β -成核剂CaHA成核PP具有高的结晶温度,负载型β-成核剂成核PP结晶温度随其用量增加而提高,但随载体用量增加而降低。负载型 β-晶成核剂β-成核作用高于CaHA成核剂,β-PP含量达90％以上;且负载型β-晶成核剂成核PP的β-PP含量受成核剂用量和成核剂中载 体用量影响不大。     

β型成核剂在聚丙烯中的应用Ⅰ.NA-BW引导聚丙烯结晶行为及力学性能

通过酰胺化合物(NA-BW)引导等规聚丙烯(iPP)制备高水平β晶型聚丙烯(β-iPP),借助广角X射线衍射(WAXD),差示扫描量热仪(DSC)及偏光显微镜(POM)研究其结晶形态及结晶行为,并研究了β型成核剂对iPP力学性能的影响。结果表明:加入β型成核剂NA-BW后,iPP的晶型和球晶形态均发生变化;等温结晶研究表明聚丙烯的半结晶时间(t1/2)明显降低,即结晶速度加快,非等温结晶研究表明iPP的结晶温度提高;iPP的冲击强度大大提高,拉伸和弯曲性能却略有下降。当成核剂用量为3 m g/g时,悬臂梁缺口冲击强度达到最大值,提高达3.5倍,由49.35J/m提高到176.23 J/m。热稳定性实验表明β型成核剂对聚丙烯成核效果的热稳定性良好。     

β型成核剂在聚丙烯中的应用Ⅱ.NA-BW作用下聚丙烯的非等温结晶动力学

添加酰胺类β型成核剂制备了高水平β晶型聚丙烯(β-iPP),用差示量热扫描仪(DSC)手段研究了其非等温结晶行为,对所得数据用修正A vram i方程的Jeziorny法和莫志深法进行处理。结果表明:β型成核剂NA-BW的加入可提高聚丙烯的结晶度以及峰值结晶温度,当降温速率为10°C/m in时,纯聚丙烯和β晶型聚丙烯的结晶温度分别为110和116°C,同时也明显地提高聚丙烯的结晶速度,在5°C/m in降温速率下,纯聚丙烯和β晶型聚丙烯的t1/2分别是2.19和1.78 m in。