几种常用β成核剂改性聚丙烯的研究进展
孙婷婷;周蓉;张元明
【摘 要】综述了近年来较为热点的等规聚丙烯(iPP)β成核剂的种类及制备,介绍了β成核剂的成核机理,全面评述了各类β成核剂用量对聚丙烯性能及β晶型相对含量的影响,归纳了改善β成核剂使用效率的影响因素. 【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》 【年(卷),期】2017(034)002 【总页数】6页(P201-206)
【关键词】β成核剂;聚丙烯;成核机理;影响因素 【作 者】孙婷婷;周蓉;张元明
【作者单位】青岛大学纺织学院,山东青岛 266000;青岛大学纺织学院,山东青岛 266000;青岛大学纤维新材料与现代纺织实验室,山东青岛 266071 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
成都纺织高等专科学校学报 Journal of Chengdu Textile College 第34卷第 2 期( 总第 124 期)2017 年 4 月Vol.34， No.2( Sum 124)收稿日期: 2016－11－08第一作者: 孙婷婷( 1992－) ， 女， 硕士研究生， 研究方向: 复合材料方面的研究。几种常用 β 成核剂改性聚丙烯的研究进展孙婷婷1 ， 周 蓉 1 ， 张元明 2(1．青岛大学纺织学院， 山东青岛 266000;2．青岛大学纤维新材料与现代纺织实验室， 山东青岛 266071)摘要: 综述了近年来较为热点的等规聚丙烯( iPP) β 成
核剂的种类及制备， 介绍了 β 成核剂的成核机理， 全面评述了各类 β 成核剂用量对聚丙烯性能及 β 晶型相对含量的影响， 归纳了改善 β 成核剂使用效率的影响因素。关键词: β 成核剂 聚丙烯 成核机理 影响因素中图分类号: TQ314.24文献标志码: A文章编号: 1008- 5580( 2017) 02- 0201- 060 引言聚丙烯具有密度小， 电绝缘性优良， 力学性能 良好， 热变形温度高， 耐腐蚀， 价廉和耐化学药品等 优点， 且易加工， 被广泛应用于各个领域 ［1 ］。聚丙烯是半结晶性聚合物， 包括 α， β， γ， δ 和拟六方 5 种晶型， 在常规加工条件下， iPP 主要以 α 晶型存 在，同时伴有少量的 β 晶。其中， α 晶型球晶之间 呈现明显的边界， 这些边界是材料的薄弱点， 常常 导致材料破坏， 而 β 成核剂诱导生成的 β 球晶间 没有明显的边界， 呈羽毛状， 片晶互相交错， 使得材 料具有冲击强度高、 韧性和延展性好等独特性能， β成核剂诱发 PP 生成 β 晶型可使 PP 冲击强度提高 1 倍以上 ［2 ］。图 1 为偏光显微镜下两种晶型的形态。β 晶型聚丙烯在工业上得到广泛应用， β 晶 型属于亚稳态晶型， 需要通过特殊途径获得。目 前，添加 β 晶型成核剂是得到高含量 β 晶型聚丙烯的最有效途径之一［3 ］。图 1 α 晶型( a) 和 β 晶型( b) 的偏光显微镜照片β晶型成核剂主要包括以下几类: 具有准平面结构的稠环化合物［ 4 ］; 脂肪二羧酸盐类成核剂［ 5 ］; 稀土类 成核剂［ 6 ］; 芳香胺类成核剂［ 7 ］。聚合物型成核剂等。1 β 成核剂的种类、 制备及其成核机理1.1 具有准平面结构的稠环化合物E3B 是发现最早的具有平面结构的稠环化合物类 β 成核剂。1967 年， Stange J［8 ］在聚丙烯中加入E3B， 发现在 130℃ 条件下结晶获得了一定量的晶型。1985 年 Garbarczyk J 等［9 ］发现菲、 蒽、 2 －巯基苯并咪唑( MBIM) 和三分二噻嗪( TPDT) 等化 合物因其准平面结构， 可与聚丙烯之间形成某种配 位结构， 也具有诱导生成 β 晶的能力。此类不仅能生成 β 晶还能生成 α 晶， 诱导生成 β 晶能力低， XRD 检测的 β 晶型的相对含量只有 30%左右 ［2 ］。并且该类成核剂能将基地聚丙烯上色， 使 其 光 泽、 色 泽 发 生 变 化，
因 此 为 市 场 所淘汰。 1.2 脂肪二羧酸盐类成核剂脂肪二羧酸盐类成核剂早在多年前被我国史观一等［10 ］验证其异相成核作用， 研究表明聚丙烯 分别添加 0.1%的庚二酸和硬脂酸钙后得到高含量 的β 晶型 ［10 ］。成都纺织高等专科学校学报Journal of Chengdu Textile College第1，周蓉张元明2善成核剂使用效率的影响因素。0引言聚丙烯具有密度小， 电绝缘性优良， 力学性能良好， 热变形温度高， 耐腐蚀， 价廉和耐化学药品等优点， 且易加工， 被广泛应用于各个领域［1 ］。聚丙烯是半结晶性聚合物， 包括 α， β， γ， δ 和拟六方 5种晶型， 在常规加工条件下， iPP 主要以 α 晶型存在，同时伴有少量的 β 晶。其中， α 晶型球晶之间呈现明显的边界， 这些边界是材料的薄弱点， 常常导致材料破坏， 而 β 成核剂诱导生成的 β 球晶间没有明显的边界， 呈羽毛状， 片晶互相交错， 使得材料具有冲击强度高、 韧性和延展性好等独特性能，高倍以上［2 ］。图 1 为偏光显微镜下两种晶型的形态。β 晶型聚丙烯在工业上得到广泛应用， β 晶型属于亚稳态晶型， 需要通过特殊途径获得。目前，图α晶型( a) 和 β 晶型( b) 的偏光显微镜照片［4］;脂肪二羧酸盐类成核剂5稀土类成核剂6芳香胺类成核剂7］。聚合物型成核剂等。成核剂的种类、 制备及其成核机理1.具有准平面结构的稠环化合物巯基苯并咪唑( MBIM) 和三分二噻嗪( TPDT) 等化合物因其准平面结构， 可与聚丙烯之间形成某种配位结构， 也具有诱导生成 β 晶的能力。成晶能力低， XRD 检测的 β 晶型的相对含量只有30%左右［2 ］。并且该类成核剂能将基地聚丙烯淘汰。［10 ］验证其异相成核作用， 研究表明聚丙烯分别添加 0.1%的庚二酸和硬脂酸钙后得到高含量的晶型［10 ］。脂肪二羧酸盐类成核剂是一种诱导能力很强的 成核剂， 可被广泛用于膜制品、 电容器粗画膜等领 域［11 ］。其缺点是低温容易分解， 性能不稳定［12 ］。1.3 芳香胺类 β 成核剂目前常见的芳香胺类 β 成核剂主要有 2， 6－苯 二甲酸环酰胺( DCHT) ， N， N' －二环己基－2， 6－萘 二酰 胺 ( DCNDCA ) ， 其 结 构 如 上 页 图 1.1 所 示［13－15 ］。CHB
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