基于山梨醇类α成核剂的α/β复合成核剂对等规聚丙烯力学性能的影响

以山梨醇类成核剂S20为α成核剂分别与3种β成核剂TMB-5,HHPA-Ba,PA-03复合得到复合成核剂,建立了成核剂含量与ΔTCp(ΔTCp为成核等规聚丙烯(iPP)结晶峰值温度与非成核iPP结晶峰值温度的差值)的关系曲线,考察了复合成核剂对iPP力学性能的影响。实验结果表明,通过成核剂含量与ΔTCp的关系曲线可确定复合成核剂的最佳配比;以S20为α成核剂制备复合成核剂时,复合成核剂的总含量以大于0.10%(w)(基于iPP的质量)为宜;确立复合成核剂最佳配比的实验方法适用于以S20为α成核剂的α/β复合成核剂体系;当成核剂以最佳配比复合时,成核iPP的刚性和韧性可同时提高。     

稀土镧系单核金属化合物β晶成核剂对等规聚丙烯成核效应的影响

考察了稀土镧系单核金属化合物(HPALa)β晶成核剂对等规聚丙烯(iPP)成核效应的影响。广角X射线衍射表征结果显示,HPALaβ晶成核剂能诱导iPP从α晶型转变成β晶型;成核iPP中β晶型iPP的含量取决于结晶过程中的冷却速率和等温结晶过程中的结晶温度,当HPALa添加量(w(HPALa),占iPP的质量分数)为0.20%时适宜的结晶温度为135℃,当w(HPALa)=0.05%时适宜的冷却速率为20~40℃/min。HPALaβ晶成核剂可同时改善iPP的刚性和韧性,当w(HPALa)=0.50%时,成核iPP在室温(25℃)下冷却结晶,与空白iPP相比,常温(23℃)抗冲强度提高了220%,弯曲模量提高了15%,拉伸强度提高了3%;当w(HPALa)增至1.0%时,成核iPP的力学性能基本保持不变。     

成核剂对抗冲共聚聚丙烯性能的影响

研究了成核剂HPN-A,HPN-B对抗冲共聚聚丙烯2500H力学性能、热性能以及收缩率的影响。结果表明:成核剂HPN-B对2500H的性能影响较大,其添加量为0.08%(质量分数)时,试样的弯曲模量和拉伸强度分别提高22%和5.4%;成核剂HPN-B在提高试样刚性的同时,使试样的简支梁缺口冲击强度也略有提高。在热加工性能方面,成核剂HPN-B提高了试样的结晶温度和负荷变形温度,使试样的横向收缩率和纵向收缩率分别缩小6.15%和8.20%。     

成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了成核剂HB2002的用量对聚丙烯性能的影响，并与国内外同类成核剂进行了对比。结果表明，当成核剂HB2002的用量为0．25％时，聚丙烯的综合性能最好，透光率高达77．2％，雾度低至11．3％，与不加成核剂时相比，聚丙烯的拉伸强度提高了8．6％，冲击强度增加了42％，最高结晶温度提高了4℃。对比试验结果表明，成核剂HB2002对聚丙烯综合性能的改善效果与国内外同类成核剂相当或更好。     

取代芳基杂环磷酸盐类成核剂改性等规聚丙烯的非等温结晶动力学

采用示差扫描量热(DSC)法对取代芳基杂环磷酸盐类成核剂(简称成核剂)改性等规聚丙烯(iPP)的非等温结晶动力学进行了研究,采用Caze法对DSC数据进行了处理。实验结果表明,一价成核剂的加入可大幅度提高iPP的结晶峰温度并缩短半结晶时间,当冷却速率为10℃/min时,iPP-2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠的结晶峰温度可从iPP的117.6℃提高到131.2℃,半结晶时间可从44s缩短到26s;而二价和三价成核剂对iPP的结晶峰温度和半结晶时间的影响相对较小。成核剂的加入改变了iPP的晶体生长方式,对于iPP,Avrami指数为3.71,表明iPP为均相成核的三维球晶生长方式;而对于成核iPP,Avrami指数基本都接近于3,表明成核iPP为异相成核的三维球晶生长方式。不同成核剂的加入都可提高iPP的结晶活化能。     

透明成核剂对无规共聚聚丙烯性能的影响

为了满足市场需求,中韩（武汉）石油化工有限公司（简称“中韩石化”）在STPP装置开发了透明聚丙烯（PP）。研究了透明成核剂NA1及NA2对无规共聚PP性能的影响。结果表明,加入透明成核剂,无规共聚PP的透明性能、力学性能、耐热性能及结晶性能均得到改善。当透明成核剂含量在0.15%～0.2%时,NA1对无规共聚PP透明性能的改善作用优于NA2;当透明成核剂含量在0.25%时,NA2对无规共聚PP透明性能的改善作用优于NA1。此外,NA2对无规共聚PP的结晶性能及黄色指数的改善作用均优于NA1。     

聚丙烯透明成核剂的研制

以对乙基苯甲醛和山梨醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂,在环己烷和甲醇的混合溶剂中合成了1,3：2,4-二亚（对乙基）苄基山梨醇透明成核剂.通过正交试验确定了最佳合成工艺条件：对乙基苯甲醛与山梨醇的摩尔比为2.2：1,催化剂用量（以山梨醇质量计）为1.5%,混合溶剂环己烷与甲醇体积比为2：1.在此工艺条件下,产物收率可达95%以上.采用红外光谱分析了产物结构.     

基于α/β复合成核剂调控等规聚丙烯刚性及韧性规律的研究

将一种α晶型成核剂NA40和一种β晶型成核剂NABW复合,在总添加量为0.2%(质量分数)时,以不同的复合比例加入到等规聚丙烯中,考察了复合比例对等规聚丙烯力学性能的影响。实验结果表明,改变两种成核剂的复合比例能够调控等规聚丙烯的刚性及韧性,并可同时提高等规聚丙烯的刚性和韧性。在上述实验的基础上,通过计算各复合比例下NA40与NABW的ΔTCp(ΔTCp为成核等规聚丙烯结晶峰值温度与等规聚丙烯结晶峰值温度的差值)之差(ΔTCpαβ),发现在最佳复合比例处两种成核剂的ΔTCpαβ绝对值最小。据此,建立了一种确定两种成核剂最佳复合比例的方法,即计算各复合比例下两种成核剂的ΔTCpαβ,取其最小绝对值对应的复合比例为该添加量下的最佳复合比例,并选取NA40/HHPA-Ba和NA40/PA-03复合体系对该方法的有效性进行了验证,证明该方法适用于不同的复合体系。     

有机磷酸铝-羧酸钠复合成核剂对聚丙烯改性的协同效应

用有机磷酸铝和羧酸钠成核剂进行复配(简称复合成核剂)后添加到等规聚丙烯(iPP)中,研究两种成核剂间的协同效应。实验结果表明,复合成核剂在改善iPP的力学性能和光学性能上具有明显的协同效应。当羧酸钠占复合成核剂总质量的40%时协同效应最明显,比单独添加羧酸钠时iPP的拉伸强度提高5%、弯曲模量提高3%、雾度降低16%,比单独添加有机磷酸铝时iPP的拉伸强度提高14%、弯曲模量提高32%、雾度降低45%。有机磷酸铝和羧酸钠复配对提高iPP结晶温度的协同效应不明显,但对减小iPP的球径尺寸有明显的协同效应。     

稀土β成核剂对高抗冲聚丙烯性能的影响

通过力学性能测定、示差扫描量热和广角X射线衍射等方法,考察了稀土β成核剂(W BG)对高抗冲聚丙烯(H IPP)力学性能和结晶行为的影响。实验结果表明,加入W BG可使H IPP的冲击强度、断裂伸长率和热变形温度大幅度提高。当W BG添加量(质量分数)为0.15%时,试样中β晶的相对含量达到90%以上。结晶动力学研究表明,加入W BG导致H IPP体系在非等温结晶条件下结晶速率减慢,但W BG具有明显的异相成核作用,当W BG添加量为0.10%时,可使初始结晶温度升高10℃以上。含W BG的H IPP体系经多次加热-冷却处理后β晶的相对含量未发生显著变化,说明W BG具有良好的加工稳定性。     

聚丙烯成核剂的生产及发展

综述了国内外聚丙烯成核剂的生产及发展状况，详细介绍了聚丙烯成核剂的种类、产品和最新研制进展，提出了今后的发展方向。     

聚丙烯成核剂超声细微化制备工艺的优化

以2,4-二叔丁基苯酚为原料,通过桥联化反应、环构化反应、水解反应和成盐反应合成了2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠,再采用超声沉降技术制备了一种细微化有机磷酸盐成核剂;采用正交实验优化了细微化有机磷酸盐成核剂的工艺条件;用该成核剂对聚丙烯进行改性。正交实验结果表明,细微化有机磷酸盐成核剂的优化工艺条件为:有机溶剂与水的质量比为90∶10,超声振荡60min,超声频率70kHz,未细微化有机磷酸盐的质量分数为25%。改性实验结果表明,成核剂添加量(基于聚丙烯的质量)为0.1%时,改性聚丙烯的弯曲模量可提高30.17%,缺口抗冲强度可提高109.25%。     

有机磷酸酯成核剂在聚丙烯中成核的有效性

采用差示扫描量热计考察了 2 ,2′-亚甲基 -双 (4 ,6-二叔丁基苯基 )磷酸及其衍生物在聚丙烯中成核的有效性 ,并研究了成核剂对力学性能的影响。结果表明 :在聚丙烯中添加 0 4% (质量分数 )的磷酸酯的钠盐或甘油酯 ,使聚丙烯的结晶温度提高了 15℃或 11℃ ,结晶度增加 3 %～ 6% ,结晶速率显著增加 ;在反复熔融、结晶过程中 ,其成核效应没有发生改变 ;材料的模量提高了 2 0 %～ 3 0 % ,弯曲强度也提高了 10 %～ 2 0 %。其它几种磷酸酯的成核效果不明显