聚丙烯酸盐成核剂制备及在聚丙烯中的成核效果

制备了一类新型高分子型聚丙烯酸盐类成核剂。通过分子量为300万～700万的聚丙烯酸钠分别与氯化钡、氯化钙和氯化锌进行反应,制得了聚丙烯酸钡、聚丙烯酸钙和聚丙烯酸锌三种成核剂,通过傅立叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱分析仪表征合成产物的结构。利用差示扫描量热仪分析了成核剂对等规聚丙烯(iPP)成核效果的影响,结果表明,在制备的三种聚丙烯酸盐成核剂中,聚丙烯酸钡能够明显提高iPP的结晶峰温度。同时,研究了聚丙烯酸钡成核剂在iPP中的最佳添加量,发现聚丙烯酸钡添加量为0.3%时,改性iPP的结晶峰温度比空白iPP增加了6.5℃。非等温结晶动力学研究结果表明,加入聚丙烯酸钡成核剂没有改变iPP结晶的生长方式。综合来看,聚丙烯酸钡是一种优良的iPP α成核剂。     

长支链聚丙烯诱导β晶成核效应

利用乙烯基聚二甲基硅氧烷/苯乙烯接枝型长支链聚丙烯(PP-g-VS/St)在剪切和快速降温过程中可以诱导形成β晶聚丙烯这一优势,研究了PP-g-VS/St在注塑加工过程中作为高分子β晶成核剂对等规聚丙烯(iPP)结晶温度、晶体结构及力学性能的影响。结果表明改性聚丙烯的结晶温度、β晶相对含量和力学性能随着PP-g-VS/St添加量的增加而增加。当PP-g-VS/St的添加量为50%(质量分数)时,改性聚丙烯的结晶温度相对于纯iPP提高约10℃,β晶相对含量达32.8%,冲击强度、弯曲模量和拉伸强度分别相对于纯iPP提高了355.3%、53.8%和15.9%。这些结果为聚丙烯高分子β晶型成核剂的设计提供了新思路。     

新型α-成核剂的制备及其对聚丙烯性能的影响

利用蒽、马来酸酐和水合肼为原料,制备了一种新型聚丙烯（PP）α-晶型成核剂（AMHD）。利用热重分析考察了该成核剂的热稳定性,采用X射线衍射分析、偏光显微镜和差示扫描量热法对该成核剂对等规聚丙烯（iPP）的结晶形态和结晶行为的影响进行了研究,并测试了其力学性能和维卡软化点。结果表明,成核剂AMHD有效提高了iPP的结晶温度（Tc）和结晶度（Xc）,其中Xc提高至50 ％;同时改善了iPP的力学性能和耐热性能,与纯iPP试样相比,iPP/AMHD的简支梁缺口冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别提高了1.27倍、18.02 ％和10.76％。     

两种羧酸盐成核剂的制备及其对聚丙烯的成核效果研究

合成了两种具有相似化学结构的聚丙烯（iPP）α晶型成核剂二环［2.2.1］庚⁃5⁃烯⁃2,3⁃二羧酸钠（NA₁）和二环［2.2.1］庚烷⁃2,3⁃二羧酸钠（NA₂）,研究了其在iPP中的成核效果。首先,利用差示扫描量热仪（DSC）和偏光显微镜（PLM）分别考察了两种成核剂对iPP结晶行为的影响。结果表明,当NA₁和NA₂的含量为0.3 %（质量分数,下同）时,iPP的结晶峰值温度分别提升了14.5 ℃和16.0 ℃。同时,两种成核剂都能够明显细化iPP球晶尺寸。其次,利用广角X射线衍射仪（WXAD）对成核iPP进行了表征,两种成核剂都诱导iPP产生了α晶型,说明均为α晶型成核剂。然后,对成核iPP的力学性能进行了表征。结果表明,随着两种成核剂用量的增加,iPP的拉伸强度和弯曲模量呈现先升高后平稳的趋势。当NA₁和NA₂含量为0.05 %时,成核iPP的拉伸强度较纯iPP分别提升了4.6 %和8.6 %,弯曲模量分别提升了8.2 %和21.7 %;冲击强度基本保持不变。     

一种高效酰胺类透明成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了一种新型酰胺类成核剂,1,3,5-苯三甲酸三(新戊胺),对等规聚丙烯(iPP)性能的影响。首先,对i PP光学和力学性能进行表征。结果表明,该成核剂在较低的浓度下就展现了较高的成核效果,当添加量为0.3‰(质量分数,下同)时,iPP雾度降低了60.2%,弯曲弹性模量和拉伸强度分别提高了19.7%和13.7%,这说明该成核剂是一种高效的iPP透明成核剂。其次,应用偏光显微镜和差示扫描量热仪分别对iPP晶体形貌和结晶行为进行了表征。结果表明,纯iPP在30 min还未完成结晶过程,结晶速率较慢。加入成核剂后,成核i PP在4 min左右就基本完成了结晶过程,结晶速率大大提高,同时球晶尺寸明显减小。另外,成核剂使i PP结晶温度从121.1℃提高至130.0℃,熔融温度从164.1℃提高至165.8℃。这进一步说明了该成核剂的高效。最后,对纯iPP和成核iPP的等温结晶动力学进行研究,结果表明,该成核剂降低了iPP的Avrami指数n,说明其能够促进iPP的异相成核,从而加快结晶速率。     

α/β复合成核剂对等规聚丙烯结晶形态的影响及非等温结晶动力学

采用偏光显微镜(POM)及示差扫描量热(DSC)法考察了3种α/β复合成核剂NA40/NABW、NA40/HHPA-Ba、NA40/PA-03对成核等规聚丙烯(iPP)的结晶形态及非等温结晶动力学的影响。对成核iPP结晶形态的研究结果表明：α/β复合成核剂的加入能够减小iPP的球晶尺寸。影响α/β复合成核剂成核iPP结晶形态的主要因素是ΔT_Cp（ΔT_Cp为成核iPP结晶峰值温度与iPP结晶峰值温度的差值）,即复合体系中ΔT_Cp较大的成核剂在iPP结晶过程中起主导作用,最终的结晶形态与单独添加这一成核剂时iPP的结晶形态相类似;当两种成核剂的ΔT_Cp接近相同时,两者竞争成核,成核iPP的结晶形态表现为两种成核剂共同作用的结果。因此,通过改变α/β复合成核剂的复合比例即改变两种成核剂的添加浓度,进而改变其ΔT_Cp,可以得到结晶形态完全不同的iPP。采用Caze法对非等温动力学进行了研究,结果表明：添加α/β复合成核剂能够提高iPP的结晶温度,缩短半结晶时间。复合成核剂成核iPP的结晶行为也同样受成核剂ΔT_Cp的影响,复合成核iPP的Avrami指数接近于复合体系中ΔT_Cp较大的成核剂单独添加时iPP的Avrami指数。     

一种新型聚丙烯成核剂的合成及表征

以邻苯二甲酸和异丙醇铝为原料,合成了新型的邻苯二甲酸羟基铝盐类聚丙烯成核剂(OXA)。利用热重分析、X射线衍射仪、差示扫描量热仪和偏光显微镜分别考察了成核剂的热稳定性及其对等规聚丙烯（iPP）的晶型、结晶行为和结晶形态的影响,同时,还考查了成核剂对iPP力学性能的影响。结果表明,OXA是一种有效的聚丙烯α晶型成核剂,当添加量为0.3 %（质量分数,下同）时,iPP的结晶温度可提高13.26 ℃,结晶度由纯iPP的52.49 %提高到58.37 %,同时可显著细化iPP球晶;也明显提高了iPP的拉伸和弯曲强度,拉伸强度由36.18 MPa提高为43.41 MPa,弯曲强度由46.19 MPa提高至50.89 MPa。     

聚丙烯成核剂及其对聚丙烯性能的影响

介绍了聚丙烯（PP）的结晶过程，PP分子的晶体结构对其性能的影响以及成核剂的分类，如二苄又山梨醇衍生物、有机磷酸盐、烷基羧酸盐、松香。综述了成核剂对PP的等温结晶行为、熔融特性、力学性能、耐老化性能、光学性能及加工性能的影响的最近研究成果。     

透明成核剂作用下的等规聚丙烯的结晶形态

利用偏光显微镜观察了等规聚丙烯（iPP）在透明成核剂TM-3作用下的等温结晶形态，并与普通成核剂苯甲酸钠的影响作了对比。结果表明：等温和等成核剂含量条件下，含有TM-3样品的最佳结晶完善程度出现在结晶时间为10h时；其他条件相同时，TM-3／iPP样品的最佳结晶完善程度出现在140℃；而TM-3／iPP样品的结晶完善程度在成核剂含量为0．3％（质量分数）时最好。作为一种新型成核剂，TM-3的成核机理不再是简单的异相成核，而是提供少量而有效的生长点，使PP链段进行附着生长。结果证实，TM-3具有明显促进iPP球晶生长的能力。     

不同成核剂成核聚丙烯的结晶行为与力学性能

制备了６种成核剂成核聚丙烯（ＰＰ）母料研究了成核母料和成核母料／ＰＰ的结晶,熔融行为,力学性能和透明性等物理性能,不同成核在成核母材料和成核母料／ＰＰ中对ＰＰ的结晶与熔融行为以及性能有不同的作用,观察到成核型Ａ成核ＰＰ具有较高的结晶温度与综合性能,而成核剂Ｂ成核ＰＰ的透明性较好。     

等规聚丙烯与液晶成核剂的共混改性研究

以单丙烯酸酯液晶单体（RLC）为成核剂,通过共混反应法对等规聚丙烯（iPP）进行改性,制备含β晶型的聚丙烯产品（β-iPP）。首先介绍了β-iPP的制备工艺,然后通过偏光显微镜、广角X射线衍射对纯iPP、iPP/RLC共混物的球晶结构进行了分析;最后通过X射线衍射、差示扫描量热分析等测试方法研究共混物的结晶结构、结晶行为和热性能。结果表明,液晶成核剂RLC能够诱导iPP生成β晶型;制备β-iPP的最佳工艺条件是RLC含量为0.5 %（质量分数,下同）,结晶温度为110 ℃;β晶型相比于α晶型处于热力学亚稳态,在升温过程中,会发生β晶向α晶的转变,但较高的升温速率会抑制这一转变。     

β晶型成核剂在聚丙烯中的应用

通过将聚丙烯原料和成核剂等助剂用高速搅拌机搅拌均匀后加入双螺杆冷拉挤出机组造粒,再用注塑机注塑出标准样条进行检测的办法分析比较加入β晶型成核剂后对聚丙烯性能的影响,结果发现在聚丙烯中加入β成核剂后,促进分子的结晶过程和加快结晶速度,使分子具有微晶结构,有利于PP产品的抗冲击强度、屈服强度、热变形温度的提高.     

流动场下含β成核剂的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结构与性能研究

采用普通注射成型和动态保压注射成型分别制备了不同玻璃纤维（GF）含量和β成核剂含量的等规聚丙烯（iPP）复合材料,测试了复合材料的力学性能,并采用二维广角X射线衍射、扫描电子显微镜和二维小角X射线散射研究了复合材料的iPP分子链取向、GF取向及结晶性能。结果表明,在动态保压注射成型条件下,GF含量为30 %（质量分数,下同）、β成核剂含量为0.2 %时,复合材料具有最优异的综合性能,拉伸强度为58.52 MPa,冲击强度为9.26 kJ/m2,这是由于在流动场下含GF与β成核剂的复合材料形成了"皮刚芯韧"类竹子的仿生结构。     

β成核剂含量对等规聚丙烯性能的影响

研究了一种β成核剂(CHB-5)的含量对等规聚丙烯(iPP)结晶性能和力学性能的影响。用广角X射线衍射(WAXD)研究CHB-5诱导iPP晶型的变化,用差示扫描量热法(DSC)分析CHB-5对iPP熔融行为和结晶行为的影响,用偏光显微镜(POM)观察CHB-5诱导iPP结晶形态的变化。结果表明,CHB-5的加入使iPP的成核能力增强;CHB-5可降低iPP的熔融温度,提高其结晶温度和结晶起始温度,加快结晶速率;CHB-5能降低球晶尺寸;CHB-5的加入可使iPP缺口冲击强度提高。     

纳米ZnO对等规聚丙烯结晶的异相成核作用

采用熔融共混法制备了nano-ZnO/等规聚丙烯(iPP)复合材料,研究了振荡剪切条件下nano-ZnO对iPP结晶的异相成核作用,并与其静态结晶行为作对比。结果表明:静态结晶下,当nano-ZnO质量分数大于5%时,nano-ZnO对iPP结晶有明显的异相成核作用,使iPP结晶温度大幅度提高,相容剂PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入增强了nano-ZnO粒子与iPP基体的界面相互作用,改善了纳米粒子的分散性,促进了iPP基体的异相成核。振荡剪切作用下,降低结晶温度和加入nano-ZnO均能促进iPP成核,当nano-ZnO质量分数大于3%后,异相成核达到饱和,振荡剪切对nano-ZnO/iPP复合材料存在显著的诱导结晶作用;加入PP-g-MAH后,nano-ZnO分散性的改善及其与iPP基体界面相互作用的加强使得nano-ZnO/iPP复合材料的结晶诱导时间明显缩短。     

基于六氢邻苯二甲酸盐的α/β复合成核剂对聚丙烯性能的影响

将α成核剂六氢邻苯二甲酸钙和β成核剂六氢邻苯二甲酸锌复合得到α/β复合成核剂体系,研究了其对等规聚丙烯（iPP）力学性能和结晶性能的影响,并用Avrami理论研究了成核iPP的等温结晶动力学。结果表明,α/β复合成核剂以特定比例复合可以同时提高iPP的刚性和韧性,其中在复合比例为7∶3时,拉伸强度提升了6.7 %,弯曲模量提升了21.8 %,冲击强度提升了108.2 %。进一步研究了复合成核剂在iPP中的浓度效应,随着总添加量的增加,iPP的结晶温度逐渐增加,力学性能趋于稳定,在添加量达到0.4 %（质量分数,下同）时基本不变,此时冲击强度提升了175.3 %,弯曲模量提升了15.0 %,拉伸强度提升了6.5 %。等温结晶动力学的结果表明,复合成核剂体系的加入可以明显缩短iPP的结晶时间并且降低结晶所需的表面能。     

成核剂对聚丙烯力学性能与结晶行为的影响

研究了两种类型的成核剂对国产共聚聚丙烯的结晶形态以及拉伸强度、冲击强度的影响。结果表明:加入TMB-5型成核剂,聚丙烯的冲击强度有一定程度改善,w(TMB-5)为0.1%时,改性聚丙烯的缺口冲击强度达到最大;TMX-2型成核剂可改善聚丙烯的拉伸性能,但抗冲击性能降低较大;TMB-5型成核剂可显著地改变聚丙烯的结晶行为,诱导聚丙烯在结晶过程中主要形成β晶;TMX-2型成核剂可诱导聚丙烯在结晶过程中主要生成α晶,与纯PP相比,α晶的形成能力增强。     

聚丙烯成核剂研究的进展

综述了结晶对聚丙炮性能的影响、成核剂的种类及其聚丙烯结晶过程中的作用。成核剂使聚丙烯结晶细微化、结晶度增加，聚丙烯的热变形温度、透明度、冲击强度等性能提高，成型性得到改善。     

分子筛协同有机磷酸盐改性聚丙烯性能的研究

采用直接混合法制得等规聚丙烯(iPP)/分子筛体系和iPP/有机磷酸盐成核剂(NA11)/分子筛体系,研究不同种类分子筛在不同含量下对iPP结晶温度及力学性能的影响,进而研究不同分子筛在低含量下协同有机磷酸盐对iPP体系成核性能的影响,从动力学角度解释了提升原因。结果表明,单独添加分子筛制得的iPP体系,随着分子筛含量的增加,结晶性能和力学性能得到显著提升,不同分子筛对iPP性能的影响不同,ZSM-5型分子筛在含量为5%(质量分数,下同)以上具有促进iPPβ晶型生成的效果;采用直接混合法制得的不同分子筛复配有机磷酸酯钠盐NA11成核剂可提升iPP的力学性能;特别是当0.1%NA11和0.1%4A型分子筛一起添加到iPP中时,可在保证iPP具有较好刚性的同时兼具有良好的韧性,使iPP的弯曲模量提高35.2%、冲击强度提高14.4%,从而达到促进iPP材料刚韧平衡的效果。     

改善聚丙烯树脂性能用的成核剂评述

回顾了聚合物结晶形态研究的进程,综述了聚丙烯结晶形态的研究现状、成核剂对聚丙烯结晶过程和形态的影响及其与聚丙烯成型产品物性的关联,介绍了聚丙烯用成核剂品种、特点以及利用成核剂改善聚丙烯树脂成型产品性能的研究开发动向。