聚丙烯的透明改性

2003年第6期化学与生物工程聚丙烯的透明改性周爱军刘长生2胡海平3金炼铁〔1.中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥2300312.武汉化工学院材料学院湖北武汉4300733.湖北省化工研究设计院湖北武汉430073)摘要以聚丙烯粉料为研究对象以商品透眀成核剂和硬脂酸钙以及抗氧剂1010等助剂为原料通过熔融共混法制备了透明聚丙烯。通过光透过率测试、X-射线衍射分析、偏光显微镜观察、力学性能测试等手段对所得聚丙烯进行了分析表征。结果表明随着成核剂的加λ聚丙烯透明性先增加而后下降最佳加λ量为0.25%诚核剂用量的增加球晶颗粒尺寸減小加入成核剂聚丙烯力学性能也明显提高。关键词服丙烯透明性;熔融共混成核剂中图分类号Q325.14文献标识码文章编号1672-5425(2003)6-0029-021前言2实验聚丙爔PP)有机械性能好、无毒、相对密度低、2.1原材料耐热、耐化学药品、容易加工成型等优良特性,且价格聚丙燉粉状)QSHC100-1998九江石化透明低廉已成为五大通用合成树脂中增长速度最快、新产成核剂瘐脂酸钙Cast)抗氧剂1010。8种成核剂如品最为活跃的品种下1“HB2002(对甲基DBS)2*HB2002改进型含二PP属部分结晶性树脂在通常加工条件下由于甲基DBS),3HB2002+0.5%的四元醇,4HB2002其熔体的结皛速度相对较慢易形成较大的球晶故其+0.5%的含氮化合物5HB2002+0.4%的有机胺制品透光性差外观缺乏美感使得P在透眀材料应6·混合型(含DBS和对甲基DBS),7"HB2002+用领域受到限制2。为了开拓PP应用领域需对PP0.15%增白剂8美国进口3988进行增透改性。PP经过透明改性后不仅可承袭其质2.2实验仪器轻、价廉、卫生、耐高温、易加工成型等优点,且透明性SHJ同向平行双螺杄混炼挤出机南京诚盟化工和表面光泽度可与其它一些透明树服聚碳酸酯PC、机械有限公司微机控制拉力测试仪深圳市凯强机械聚苯乙烯門S等)相媲美,且透明改性的P性能更为有限公司XJ-5J简支梁冲击测试仪承德实验机有限突岀特别是其优良的透明性和光泽度可与典型的透公司热变形维卡软化点温度测试仪济南天辰机器有明材料〔如PET、PVC、閃S等)相媲美。透明P还具限公司zHY-W型万能制样机河北省承德实验机厂有较高的热变形温度〔一般高于110℃,有的可达平板硫化机南京橡塑机械厂门721型分光光度计,四135℃以上)而PET、PVC、PS等材料的热变形温度低川仪表九厂于90℃性能价格比也优于PC、PS、PET等因此透明2.3实验方法561PP比PET、FS、PVC等具有更广阔的应用范围。近年聚丙烯粉料与成核剂等按照PP:成核剂:1010来在全球得到迅速发展,已被广泛应用于对透明要求:Cast=100:0.25:0.3:1.0为基本配比,调整成较高的医用器械、透明包装、家庭用品等领域。核剂及用量。原料混合均匀后通过双螺杄挤岀机熔目前P树脂主要可通过以下3个途径提高透明融共混挤岀造粒。在双螺杄挤出机共混过程中,可以性冮①采用本身具有优异透眀性的P产品——无规通过改变共混温度、螺杄转速等加工条件以获得性能共聚物②用透眀改性剂(一种成核剂)如山梨糖优良的原料。造粒后经模压制成片材。以1mm片醇生产的透明改性剂改性加入0.1%~0.4%透明改材用分光光度计比较其透明性;将模压后的片材在性剂添加剂既能提高PP的透明性和刚性又可使熔CP25型纠∏以电子拉力机测试拉融范围变宽3采用茂金属催化剂生产的PP如果把伸性中国煤化工40-92标准在ZHYWPET的透明度定为100%那么茂金属PP无规共聚物型万能同CNMHXL∠宽1.5mm、厚6mm的透明度可达96%3A]有缺口条状样品以XJ-5J简支梁冲击试验机测收稿日期2003-10-14作者简介凋爱军1%65-)男湖北武汉市人副教授四川大学高分子合成与应用专业硕士主要从事聚合物合成共混及改性研究。周爱军等聚丙烯的透明改性2003年第6期抗冲击强度,参照GB1043-92标准维卡软化温度测3.2.2弯曲强度弯曲模量冲击强度试参照GB1633-92。表3成核剂5"用量对透明聚丙烯弯曲和冲击性能的影响Tab. Effect of the used amount of No 5 nucleating agent on3结果与讨论3.1不同成核剂对透明聚丙烯物理性能的影响bend and impact properties of PP成核剂用量弯曲挠度弯曲强度弯曲模量冲击强度3.1.1透光度MPa通过透光度测定8种成核剂的透光度大小顺序45,08为5*>2*>1#>7*>8*>34>44>6“透光率最高为10.0410.0271.9%0.2511.0353,0221803.1.2拉伸性能冲击强度表1不同成核剂的透明聚丙烯的力学性能由表3可以看出透明聚丙烯的弯曲强度和弯曲Tab 1 Effect of several kinds of nucleating agents on模量也有增加。透明聚丙烯的冲击强度比空白聚丙烯mechanical properties of Pl成核剂序包屈服强度拉伸强度断裂伸长率拉伸模量冲击强度大有提高。用量0.20%~0.30%性能较好,冲击强度提高30%以上。36.9037.68134.5987.93.2.3维卡软化点温度150.220.5表4成核剂5用量对透明聚丙烯热性能的影响14,1Tab. 4Effect of the used amount of No 5 nucleating agent36.8321.9l1031152on thermal property of P35.094788成核剂用量%0.150.200.250.30116维卡软化点温度/℃98.1100.299.7从表1可以得到无论是拉伸强度还是冲击强度5成核剂都是比较好的。因此选择5ˉ成核剂为透明聚由表4可以看出透明聚丙烯的维卡软化点温度也有提高。成核剂5“用量0.20%~0.25%时,可获得丙烯的透明助剂。较好的热性能3.2成核剂用量对透明聚丙烯物理性能的影响3.2.1拉伸强度拉伸模量、断裂伸长率4结论表2成核剂5"用量对透明聚丙烯拉伸性能的影响采用5成核剂HB2002+0.4%的有机胺)可以制Tab. 2Effect of the used amount of No 5 nucleating agenton stretch properties of Pp备岀透明性较好的聚丙烯其透光率高达71.9%。且成核剂用量屈服强度拉伸强度断裂伸长率弹性模量成核剂用量以0.25%为宜。成核剂的加入可以改变其力学性能透明聚丙烯35.6935.89153.41025的拉伸强度提高达20%拉伸模量提高达20%沖击0.1534.034.14345.310060.2035.4735.88强度增加达到30%惭裂伸长率可以达到300%維卡327.5软化点温度也有不同程度的提高。35.7535.83149.51115参考文献38.4538.63152.70,50[I]洪定一.塑料工业手删(聚烯烃XM]北京北学工业出版社1994516由表2可以看出成核剂的加入使透明聚丙烯的[2]菌迎春聚丙烯透明剂的研制与应斯J中国望料20屈服强度、断裂伸长率、弹性模量都有不同程度的增加。成核剂5是一种可以促进结晶的小分子物质,它328320[3]姜郁英译.透明聚丙烯用新型成核剂J]国外塑料,995(13)在PP树脂中起晶核的作用使原有的均相成核变成异【4]徐中国煤化工斗结晶度和力学性能的影响相成核增加结晶体系內晶核的数目使微晶的数目增「J中国CNMHG多球晶数目减少晶体尺寸变细,从而改善其物理性[5]扬倒J个动剂,1998(5)12-13能改善光泽和增加透明度。成核剂用量对性能的影[6]李华透明聚丙绵制备与性能研究1料加工应用,1998响比较复杂ρ.25%时可获得较好的综合性能漒强度提(4)13(下转第40页)高20%以上。李莉等蒙脱土固体超强酸催化合成异丙基萘2003年第6期分子离子峰为184的微量甲基异丙基萘或甲基正4)产品经减压精馏,可分离出纯度大于99.9%丙基萘的异构体则是由于原料工业精萘中所含甲基萘的一异丙基萘、二异丙基萘和三异丙基萘,异丙基萘引入的。至于微量二取代异构体所产生的分子离子峰馏分的色谱-质谱-计算机联用检测表明产物成分合理为212的个数与文献报道6完全一致可靠参考文献结论[I]薛之扬高晋生.二异丙基萘-生产无碳复写纸的新溶剂J]煤(1)用蒙脱土超强酸为催化剂用工业精禁和工业炭转化19912X2):0-45精丙烯合成了异丙基萘系列产品制备过程具有无腐[】陈湖支希异丙泰系列导热准的台质与性能蚀、无污染的优点。[3]陈欣陈声宗胡艾希等.二异丙基萘合成新工艺J]精细化工(2)在反应温度为180℃、反应时间6h、丙烯的通19961x6)5456入量为60~80mL·min-的实验条件下蒙脱土超强[4]强敏林惠珊柯昌美簿SO2--TiO2固体超强酸催化合成酸用量为萘质量3%时对制备MIPN有利;为6%异丙基J]武汉科技大学学报自然科学版)2001244)374-3710%时对制备DPN有利;为15%时对制备TIPN有5]李连生等.粘士固体超强酸的合成与表征J]吉林大学学报(自然科学版)1995(5)8790利[ 6] Sturaro A, Parvoli G, et al. Gas chromatographic-mass spectrometric(3)在蒙脱土超强酸用量为萘质量8%、反应时间 high-performance liquid chromatographic-UV and gas chromatographic fourier6h、丙烯的通入量为60~80mL·min-的实验条件 transform IR responses to an industrial mixture of diisopropylnathalened[ J下反应温度为130℃对制备的MPN有利为150℃时 ournal of Chromatogr,19,68211对制备DPN有利;为180℃对制备TIPN有利。Synthesis of Isopropylnaphthalene over Montmorillonite Solid SuperacidLI Li QIANG Min', LIU Zhi-wei, LIN Hui-Shan, LIu Zhi-ping", WANG Hong-huai(1. Wuhan University of Science and Technology Wuhan 430081, China2. Wuhan Iron and Steel Company Wuhan 430082, ChinaAbstract :Montmorillonite solid superacid was used as catalyst in the alkylation of naphthalene by propylene to yieldisopropylnaphthalene. The process was simple lacking pollution and erosion. The main composition of product was conTIPN was separated by vacuum distillationdicated the product composition wasKeywords isopropylnaphthalene ,naphthalene propylene montmorillonite solid superacid上接第30页)Transparency Modification of polypropyleneZHOU Ai-jun, LIU Chang-sheng HU Hai-ping, JIN Lian-tie(1. Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences Hefei 230031, china2. Institute of Material Science and Engineering, Wuhan Chemical Technology Institute Wuhan 430073, China i3. Hubei Research and Design Institute of Chemical Industry Wuhan 430073 ChinaAbstract i n this paper clarified PP was prepared with PP powV凵中国煤化工nd calcium stearate andantioxidant 1010 by melt extrusion. PLM X-ray mechanical propertiCNMHGIe spectrometry investI-ated the crystalline morphology mechanical properties and light transmittance. The results show that clarified PP com-pared with pure PP has good transparency and gloss the other properties are improved also. A comprehensive propertyof clarified PP is superior to pure PPKeywords polypropylene transparency melt extrusion nucleating agent