成核剂在聚丙烯中的应用

第10期王延伟等:成核剂在聚丙烯中的应用27成核剂在聚丙烯中的应用王延伟,曹豫新,柴焕敏,穆亚君(洛阳石化聚丙烯有限责任公司,河南洛阳471012)摘要:介绍了聚丙烯成核剂作用原理研究了有机磷酸盐类成核剂、β型成核剂对聚丙烯性能的彯响。结果表明有机磷酸盐类成核剂可有效提高聚丙烯的强度,而芳香胺类成核剂对提高聚丙烯的韧性和耐热性能非常有效。关键词:聚丙烯;成核剂;性能中图分类号:TQ325.14文献标识码:A文章编号:1003-3467(2005)10-0027-02Application of Nucleating Agent on PolypropyleneWANG Yan-wei, CAO Yuxin, CHAI Huan min, Mu Yajun(Luoyang Petrochemical Polypropylene Co. Ltd. Luoyang 471012, China)Abstract: The reaction principles of nucleating agents is introduced and the influences of differenttypes of nucleating agents, such as organic phosphates and aromatic amines(B type), on the properties of polypropylene (PP) are studied. Organic- phosphate nucleating agent can raise thestrength of Pp effectively and aromatic nucleating agent can increase the toughness and heat resistance properties of pp very effectively.Key words polypropylene nucleating agent property聚丙烯(PP)为五大通用塑料之一,具有质轻价 STRON;悬臂梁冲击试验机, ATAIAS-BPI,美国廉、易加工等优点,应用越来越广泛。由于PP是ATAIAS;雾度仪,WGT一S,上海物理光学仪器种典型的结晶聚合物.其晶态结构对PP的性能影1.3测试标准响较大,所以改变PP晶态结构是改善PP性能的依据GB3682测试熔体流动速率;拉伸性能依个重要发展方向。随着透明剂(成核剂的一个分类)据GB/T1040测试;弯曲性能依据GB/T9341测和成核剂在PP中的应用,PP将在注塑、吹塑、热成试;冲击强度按GB/T1843测试;透光率和雾度依型包装领域具有广阔的前景。本文通过对新型成核据GB2410测试剂对PP的性能影响进行分析,为今后开发新产品1.4工艺路线提供参考作用将聚丙烯、成核剂按一定比例混合,混合均匀后1实验部分经挤出机挤出、冷却、干燥、切粒,然后在注塑机上制1.1实验原材料样,最后按标准方法进行各项性能检测聚丙烯粉料,型号:F401、F300洛阳石化聚丙2聚丙烯成核剂的作用机理烯有限责任公司;有机磷酸盐类酯成核剂,型号由于成核剂的化学成分不同,因此其成核机理、HBP一32A湖北华邦;β型成核剂型号:TMB-5.成核效果都有差异。目前普遍接受的理论认为:聚山西化工研究院;抗氧剂,型号:l010,168,上海汽巴丙烯熔融冷却过程中结晶有均相成核和异相成核(CIBA)。其中异相成核是由残留在熔体之中的各种杂质激发1.2实验设备或由依附在杂质粗糙表面上残余晶体引起的。而均双螺杆挤出机,SLF-35型,成都科强高分子相成核则是中千存讨冷度较大的情况下依靠熔体中工程公司;螺杆式注塑机,CWI-160型,上海纪威的分中国煤化工对聚丙烯晶型的形态机械工业有限公司;熔融指数测定仪,MFI2型,美来说CNMHGE球晶形态存在,均相成国CSI.INC;万能电子试验机,566型,英国IN-核的球晶多为尺寸偏大、排列不规整的α型.随着成收稿日期:2005-0作者简介:王延伟(1973—),男,工程师,从事聚丙烯改性的研究,电话:(0379)66992859河南化工HENAN CHEMICAL INDUSTRY2005年第22卷成核剂的加入,聚丙烯中均相成核方式占主导变为先升后降,所以成核剂的用量不能过大,以添加异相成核占主体,结晶度提高并且球晶尺寸细化,晶0.2%为最佳。在F300基料中,随着成核剂的用量型为稳定的有利于提高冲击强度的β型。在α型结增加,其拉伸强度增加,弯曲强度、弯曲模量先上升构中,主要的形式为径向层和轴向层呈较为复杂的后下降,而冲击强度先下降然后稍有上升交叉孔状排列;而在β型晶体结构中,这种交叉结构3.3聚丙烯的性能对比较少,主要存在形式为简单的层状形态。但在α型在聚丙烯粉料中加入0.2%磷酸盐成核剂的结晶型中径向层厚度远大于轴向层;而在β晶型中,径果,与国外高结晶聚丙烯性能进行对比结果如表3向层厚度和轴向层厚度近乎相等。在电镜下观察,α所示型的球晶尺寸大于β型的球晶,正是这种晶相结构表3加入0.2%磷酸盐的实验结果的区别,使α型聚丙烯和β型聚丙烯的性能差别较拉伸强度弯曲强度弯曲模量冲击强度序号大M有机磷酸盐类成核剂对聚丙烯的影响加入成核剂41.6942,711.8229.7的聚丙烯3.1磷酸盐类成核剂对不同牌号聚丙烯的影响星高结晶聚丙烯38磷酸盐类成核剂HBP-32A是一种复合型聚表3结果表明,加入成核剂的聚丙烯大多数性丙烯用成核剂加入到F401和F300粉料中可改善能均超过了三星的高结晶聚丙烯(除冲击性能除聚丙烯的性能,其结果见表1表1磷酸盐类成核剂对不同牌号聚丙烯性能的影响外),如果稍加改进可开发出新型聚丙烯产品4B型成核剂对聚丙烯的影响序号拉伸强度弯曲强度弯曲模量冲击强度透光率MPaβ型成核剂TMB-5是一种芳酰胺类化合物,1#36.2231.891.3435.3563.65通过诱导β结晶获得高β-晶型含量的聚丙烯在聚丙烯粉料中加入0.2%B型成核剂结果见表4表4加入0.2‰B型成核剂37.1632.71.3935.17注:1“、2#分别为F401粉料未加、加入成核剂的样品序号拉伸强度弯曲强度弯曲模量冲击强度热变形温度MPa3*、4=分别为F300粉料未加、加入成核剂的样品。加入成1#36.07330.4171核剂的含量为0.2%2#30.23620.9181.0267.38从表1分析可知,F401和F300中加入成核剂注:1*为纯聚丙烯,2#为加入0.2%B型成核剂的聚丙后,其强度均有不同程度的增加,而韧性有所下降,透光率有所增加。从表4可以看出,β型成核剂可提高聚丙烯的3.2不同含量的磷酸盐类成核剂对聚丙烯的影响常温冲击性能和热变形温度,但是其强度(如拉伸强不同含量的成核剂对聚丙烯的影响其结果如度)等均有不同程度的下降。表2。5结论表2不同含量的成核剂对聚丙烯性能的影响不同种类的成核剂在聚丙烯中的作用不同,其基础树脂成核剂含量拉伸强度弯曲强度弯曲模量冲击强度对聚丙烯的性能影响也不同。有机磷酸盐类成核剂J/m可有效提高聚丙烯的强度,而β型成核剂对提高聚1.893435.35丙烯的韧性和耐热性能非常有效。在均聚聚丙烯中41.6942.719.76添加不同种类成核剂可以开发岀性能优良的聚丙烯0.2541.5237.741.6427.01新产品34.5329.281.2346.5参考F3000.237.162.711.3935.17中国煤化工[1CNMHG聚丙烯成核剂研究的进37.2531.601.3437.04从表3可以看出,成核剂的加入可使F401和[2]窦强,王斌,等,晶型成核剂改性聚丙烯纤维研F300的拉伸强度、弯曲强度以及弯曲模量均有不同究[J].合成纤维工业,2002,25(4):6-8程度的增加,而冲击强度均有不同程度的下降。在3杨桂英新型透明剂和成核剂[.国外塑料,2003,21F401基料中,随着成核剂含量的增加,其各项性能(4):30-33.