聚丙烯的透明改性

聚丙烯的透明改性

魏苗苗

（湖南科技职业学院，湖南长沙 410118）

摘要：针对聚丙烯（PP）透明性差的缺点，分别用添加透明改性剂、共混透明改性、双向拉伸透明改性、控制加工工艺条件、直接合成透明PP等方法来提高PP的透明性，并分别对各种改性方法的优缺点进行总结，为进一步研究PP的透明改性提供依据。

关键词：聚丙烯；结晶度；透明改性；

Modification of T ransparence of Polypropylene

W eiMiaomiao

(Hunan Vocational College of Science and Technology, Changsha 410118，China)

Abstract:aiming at the polypropylene (PP) the poor quality of transparency, respectively

for add transparent modifier blending modified two-way stretch transparent transparent

modified control processing condition the direct synthesis of transparent PP etc a method

to improve the transparency of the PP, and separately to all sorts of advantages and disadvantages of the modification methods to carry on the summary, for further research

of the modification of PP transparent provides the basis.

Key words :Polypropylene;；crystallinity；Transparent modification

0 引言

聚丙烯（PP）具有良好的机械性能、无毒、相对密度低、耐热、耐化学药品、容易加工成型等优良特性，且性能价格比高，已成为五大通用合成树脂中增长速度最快、新品开发最为活跃的品种。但PP的结晶性使其制品的光泽和透明性差，外观缺少美感，使其在透明包装、日用品等应用领域的发展受到制约。而PP经过

透明改性后，不仅可承袭其原有的优点，且透明性和表面光泽度可与其他一些透明树脂(聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS、等)相媲美，性能价格比也优于PC、PS、聚对苯二甲酸乙二酯PET等，故可广泛应用于透明包装、医疗器械、家庭用品等领域。

目前，我国的PP透明制品主要为注塑产品（如日用商品、薄壁容器、一次性注射针筒、各种吹塑瓶子等）和薄膜制品（如BOPP膜和用于高档食品的复合包装及热收缩包装薄膜）。从整体上看，国内PP透明制品的产品质量在不断提高，但普通的中低档产品相对过剩，高档次、高质量的薄膜仍依靠进口，如国内烟草叶所用的烟膜大多数是从美国和英国进口的【1，2】。因此，为了提高产品档次、保证质量，探讨研究PP透明改性势在必行。

1 PP的透明改性原理

PP是一种结晶性高聚物，其晶核的生成可以均相成核，也可以异相成核。均相成核是依靠熔体中分子链段所形成的局部有序在时集时散中，某些超过临界尺寸的有序区稳定下来形成晶核，这类晶核在较高的温度下易被分子链的热运动所破坏，故只有在较低的温度下才能保持。异相成核是分子链依附于聚合催化剂的残留物或无机、有机类不纯物的粗糙表面上进行有序排列，它们可在较高的温度下成核结晶。无论是均相成核还是异相成核，不纯物等作为核的作用都并不充分，从而导致在熔体状态时，PP结晶速度较慢，易形成大的球晶。这些球晶具备了光散射的两个条件：尺寸大于光的波长，与非晶区的折光指数相差较大。要提高PP的透明性就需降低光散射，即提高PP晶型的均匀性并缩小球晶的尺寸。

加入成核剂是一种行之有效的方法，可达到增加成核中心的目的。当数量足够多的成核剂均匀分散时由于晶核的生长余地变小，PP晶体变得更细微。这些细微化的晶体减少了在结晶部分和非结晶部分界面上发生的散射，当晶体尺寸小于1微米以下时，透明性便可急剧增加【3,4】。同时结晶微细化，均质化，还可使PP的刚性增加，成刻周期缩短，使制品的负荷挠曲温度相应提高而使制品可以薄壁化，不仅实现节能，也使制品设计自由度增加，有利于PP用途的扩大和降低成品。

根据PP结晶的成核机理，可以通用以下方法来控制PP的形态结构，达到降低结晶度、控制结晶质量（包括晶形、球晶含量、晶体尺寸、晶体规整性等）、降低光散射作用等目的。

2 PP的透明改性方法

2、1添加透明改性剂

添加透明改性剂就是在PP中加入某些小分子物质以提高其透光率、折光指数。这是提高PP透光率方法中最有效的一种方法。至今，透明改性剂主要有：无机物；羧酸与羧酸盐类；山梨醇缩醛类；磷酸酯类。

2、11无机物

主要为金属的氧化物及氢氧化物，如滑石粉、钛白粉、碳酸钠、硅石粉等。无机物本身大都为非透明性，必须严格控制加入量和粒径。加入量一般为0.01%一下，粒径则应在可见光波长范围内。

2、12羧酸与羧酸盐类

主要有苯甲酸、已二酸、二苯基乙酸、苯二甲酸等酸类及钠、铁、铝、钛盐类等。以上两类改性剂虽能改善聚合物的透光性，但效果并不十分理想，一方面不溶性的成核剂本身将发生混浊，另一方面会发生非同质效应，即改性剂易受到其内在因素制约，如改性剂本身的光散射，改性剂不容易在聚合物中均匀分散等。尽管如此，由于价廉易得，在有些低档产品中仍在使用。

2、13山梨醇缩醛类

山梨醇缩醛类透明改性剂克服了上述改性剂的缺点，它可溶解在熔融的PP中，形成均相体系。

这类透明改性剂的化学通式可表示为：

其基本结构是在山梨醇和取代苯甲醛的缩合结构上仍保留羟基。这样可在PP中形成分子间的氢键，当聚合物冷却时，透明改性剂形成纤维状网络，这个网络的表面即成为结晶成核中心，该网络不仅分散均匀，并且其中的纤维直径仅有10纳米，小于可见光波长，这样的成核机理使山梨醇缩醛类与其它透明改性剂相比具有如下特点：

I、纤维网状具有极大的表面积，可提供更多的成核中心。

II、纤维直径与PP片晶厚度相匹配，有利于促成成核过程。

III、由于纤维很细，不能散射可见光，有利于提高透明度。

松滋市树脂厂生产出山梨醇系列透明改性剂SKC2Y3988 ,可极大提高制品透明度。经中山大学树脂研究所检测,该产品各项技术指标达到和优于美丽肯公司(美国)改性剂。

目前,该厂年产量达到了30 t。山西化工研究所成功开发出了TM系列改性剂,其二苄叉山梨醇缩醛类适用于透明PP片材、饮料杯、仪表外壳等。现已建成30t/ a 生产装置【5】。