聚丙烯专用成核剂

河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY010年第27卷聚丙烯专用成核剂李智慧(洛阳石化聚丙烯有限责任公司,河南洛阳471012)摘要:简要介绍了成核剂的种类、作用机理和其对聚丙烯性能的影响,并介绍了国内聚丙烯用成核剂的发展状况和今后的发展方向。关键词:聚丙烯;成核剂;机理;种类中图分类号:TQ314.24文献标识码:A文章编号:1003-3467(2010)17-0028-03Special Nucleating Agent of PolypropyleneLI Zhi-huiLuoyang Branch, SINOPEC, Luoyang 471012, China)Abstract The species and mechanism of nucleating agent and its effect to polypropylene performance areintroduced briefly, the development status and the future development trend of nucleating agent used inpolypropylene at home are introduced.Key words: polypropylene nucleating agent mechanism; species聚丙烯(以下称P)具有透明度高、无毒性、相枝状晶粒和球晶。成核剂在聚丙烯的结晶过程中起对密度轻、易加工、抗冲击强度高、耐化学腐蚀、抗挠晶核的作用,它在聚丙烯结晶过程中,能够加快结晶曲性、电绝缘性好等优良性能,加之原料来源丰富,速度,作为异相晶核先于聚丙烯熔体结晶,并形成均价格低廉,广泛应用于化工、化纤、建筑、轻工、家电、匀分散的网络,使原有的均相成核变成异相成核,该包装等领域。如果聚丙烯制品内部存在着很大球网络即为异相结晶的成核中心,从而增加体系内的晶,将会造成聚内烯的性能降低,还会造成制品的后晶核数,使生成的球晶高度均细微化,形成细小致密收缩现象严重,从而限制了聚丙烯树脂在更多的领的球晶颗粒,改变球晶的尺寸,使分子链在较高温度域使用。通过加入成核剂,可以使聚丙烯生成微晶下具有很快的结晶速度,生成的球晶的数目多,尺寸结构,实现聚丙烯的高性能化,使其能够应用于家用小,并且分布均匀,得以比较规整地成长。这样得以食品、快餐、冰淇淋等包装材料及周转箱、玩具、医用提高这些制品的抗冲击性能透明性及光泽度,从而容器、仪器包装等领域。改善聚丙烯的力学性能和光学性能。因此,常采用添加成核剂的方式来加速聚合物的结晶,改善聚合1成核剂定义及作用机理物的光学性能如透明度、表面光泽,还可提高断裂伸聚丙烯成核剂是一种通过改变树脂的结晶行长率和冲击强度、尺寸稳定性刚性等性能。为加快结晶速率,增加结晶密度,促使晶粒尺寸微2成核剂分类细化、缩短成型周期,提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物根据诱导PP生成结晶形态的不同,商品化的理性能的新功能型助剂PP成核剂分为a晶型成核剂和β晶型成核剂。聚丙烯为半晶型聚合物,结晶度一般在60%以晶下(2,在进行熔体结晶时,最容易形成多角晶粒树到H中国煤化工成a晶型,并能起CNMc型成核剂是指可以收稿日期:200-07-05作者简介:李智慧(1967-),男,工程师从事石化安全工艺工作电话:(0379)6699057。第9期(上)李智慧:聚丙烯专用成核剂诱导PP形成β晶型,具有成核作用的功能助剂。增韧的目的,在不明显降低其它性能的情况下能大2.1a晶型成核剂大提高它的耐冲击性能,是今后增韧改性的发展方a晶型成核剂可以粗略地分为以下几类:向之一。我国科研机构借鉴国外β晶型成核剂开2.1.1无机添加剂发经验国内数家科研机构成功开发出β晶型成核无机类成核剂以超细滑石粉和超细SiO2为主,剂在产业化方面取得一定突破这一切都标志着我同时包括碳酸钙、云母粉、无机颜料或填料等。其突国成核剂品种开发和聚烯烃结晶改性技术研究日趋出特点是来源丰富,价廉易得。成熟。聚烯烃β结晶改性不仅保持α结晶改性的无机类成核剂的加入能影响弯曲弹性模量和热优点,而且可以使提高材料抗冲击能力和热变形温变形温度,但成核作用较差,导致透明性和表面光泽度这一矛盾得到综合平衡,在聚烯烃改性方面具有度差,限制了在聚丙烯中的应用。非常重要的意义,因外专家一致认为聚烯烃β晶型2.12有机化合物成核剂未来几年内将大量使用,并成为最具发展前有机成核剂一般是指具有成核作用的低分子量景的成核剂类型。有机化合物,主要涉及二(苯亚甲基)山梨醇(DBS)及其衍生物芳基有机磷酸酯盐类化合物芳香族羧3国内成核剂的状况酸金属盐和松香皂类等。我国成核剂的研究和开发始于20世纪90年代有机成核剂对聚丙烯影响较大的是结晶温度、初,开发生产主要集中在山梨醇类产品,兰州化学工弯曲弹性模量、冲击强度、透明性等。成核剂能同时业公司研究院最先开始研究,开发了山梨醇类成核提高聚丙烯的刚性和冲击强度原因是小的球晶界面剂DBS,产品指标达到国际水平,并成为专利技结合强度高,裂纹沿小尺寸界面扩展消耗的能大。术”;山西省化工研究院从1995年开展以DBS类当材料受到外力作用时,有更多的粒子承受外力冲结构为主体的TM系列聚烯烃成核剂的开发研究工击,使应力得到均匀分散。冲击强度提高,使聚丙烯作,在聚烯烃改性新功能助剂研究上先后完成了小的应用范围更加广泛。试扩试、中试,并建成工业化装置,目前己开发并形2.1.3高分子量成核剂成了 TM TMB、TMA、TMP4大系列14个品牌的聚高分子量成核剂如乙烯/丙烯酸酯共聚物,通常烯烃成核剂°;浙江万安塑料有限公司开发出聚烯在树脂聚合过程中生成并均匀分散于树脂内,构成烃透明成核剂——松香型聚烯烃透明成核剂”;湖含高分子量成核剂的成核聚合物树脂,而单纯的高北省松滋市树脂厂(现为湖北省松滋市通海化工有分子量成核剂尚无商品应市。高分子量成核剂的制限公司)研制生产了第二代山梨醇类系列成核剂备和应用在树脂合成工艺中进行,一般不在助剂范SKC-Y3988,经中山大学树脂研究所检测,该产品围内讨论。各项技术指标达到和优于美国 Milliken化学品公司2.2β晶型成核剂的产品;上海晨霖公司(上海科塑新材料有限公司)现有的β晶型成核剂根据分子式结构或化学生产了NA9945、NA-40系列S-20以及目前正在组成可分为四大类:①具有准平面结构的稠环化合开发的S-60成核剂,产品指标达到国际水平,并成物:②第ⅡA族金属元素的某些盐类及二元羧酸的为专利技术。复合物;③芳香胺类;④稀土化合物。我国成核剂的生产开始于20世纪90年代,兰β晶型聚丙烯除了能保持部分α晶型聚丙烯良州化学公司研究院进行了第Ⅰ代DBS成核透明剂好的综合性能外还具有良好的韧性,其断裂伸长的工业化开发,并建立了一套30va的半工业化装率、缺口冲击强度比α晶型聚丙烯高出数倍,热变置;199年,山西省化工研究院建成一套30∽a形温度也大幅提升。B成核剂在聚丙烯专用料的高规模的中试装置(可生产DBS第1、第2代产品)性能化(高韧性、高耐热性)方面有很好的应用前随后中国煤化工04年,山西省化景工研aTMB成核剂生近年来国内外出现了采用β晶型成核剂增韧产装置1xCNMHG尔成核剂产品也形改性P的新方法,通过使PP耐冲击性能较差的a成规模∽;2001年,山东泰安华业化工科技公司100晶型向耐冲击性能极好的β晶型发生转变来达到∽a装置投产;2003年,燕山石化建成包括Ys河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2010年第27卷609、YS-619、YS-688、YS-688-2产品在内的了良好的机遇,国内需要加强成核剂的研发力度,注200v/a装置;山东飞达化工有限公司与北京清华工重开发具有自主知识产权的先进技术,研究生产高业开发研究院联合开发了PP成核剂,建设了1000效率、多功能低成本的成核剂品种,适应聚丙烯的Ua的生产装置;湖北华帮化学有限公司建成投高品质需求产100U/a的聚烯烃成核透明剂生产装置;烟台只楚參考文献合成化学有限公司投资建成400U/a第三代PP成核[1]李俊卿聚丙烯成核剂[冂]山西化工.2009,(3):剂ZC-3的现代化工厂。目前,我国成核剂生产企业有20~30家。总体来说我国成核剂总体规[2]周澜.高结晶度聚丙烯发展简况[J.石化技术模小、产量较小,产品质量参差不齐994,(4):252[3]池圣贤,乐道进,龙林林.聚丙烯β晶成核剂的研究进4成核剂发展方向展[]现代塑料加工应用,2009,(2):60-63.[4]冯嘉春,陈鸣才,黄志镗硬脂酸斕复合物对聚丙烯β①采用现有的助剂,通过一定的物理或化学手晶型的诱导作用[J].高等学校化学学报,201,(1):段复合改性,利用不同助剂之间的协同作用,可开发154-156出单一助剂所没有的新型复合型高性能助剂,复合[5]郑宁来我国透明聚丙烯的发展[门]上海塑料,2001,成核剂的开发必将成为成核剂开发的新方向。②B(4):30-34.成核剂在聚丙烯专用料的高韧性和高耐热性等高性6]王克智聚烯烃成核剂形成产品群门工程塑料应能方而有很好的应用前景,诱发聚丙烯的β结晶是用,2001,(1):12目前可生产和商品化β晶型聚丙烯的重要途径,也[]万安推出新型聚旆烃透明成核剂[J.橡胶助剂信息,2005,(1):13是当今成核剂技术开发和研究的新领域及热点。③[8]张跃飞,辛忠.聚丙烯透明成核剂的开发与进展聚合物类成核剂分散性好,它将成为当今聚丙烯成[冂].中国塑料,2002,(10):ll-15核剂技术开发和研究的主要方向之[9]史继红,飞达公司P成核剂项日开工[J].中国化工报,2002,(1):14.结论[10〕钱伯章.烟台建成山梨醇类成核剂基地[J].塑料助聚丙烯需求的不断增加,为成核剂的应用提供剂,2005,(2):17浙长防窝实用村料—辉绿岩铸石粉江供◆辉绿岩铸石粉120~140目,袋包50kg◆水玻璃(泡化碱)模数2.8~3.1,桶装250kg春结产铸◆辉绿岩铸石板20~50mm厚,各种规格◆石英粉100~120目,1~5号石英砂,袋包50kg江石品◆氟硅酸钠,含量≥99%,袋包50kg◆耐酸瓷砖标准型150×150;◆YJ呋喃树脂,环氧树脂配套扩大型200×200、300×300。集托迎新老容户垂询离聊巧史,质量可靠,价格优惠,竭诚轻分代纺厂办本公司产品已有三十地址:浙江富阳市育才路18-103室邮编:311400团电话:0571-63322784(0)13806516170传真:0571-63322788联系人:顾裕平(厂长)徐观齐(销售科长)中国煤化工CNMHG