成核剂在聚丙烯改性中的协同作用

剂为有机金属盐 , 在 PP 中不熔 。
212 同类成核剂间的协同效应 文献[6] 指出了由两种不同结构的山梨醇类成核
剂 , 即 DMDBS 和 二 ( 42甲 基 苯 亚 甲 基 ) 山 梨 醇 (MDBS) 组成的混合物对 PP 的改性作用 。该混合物 对 PP 光学性能和结晶温度的改性效果要优于 MDBS 单独对 PP 的作用效果 , 同 DMDBS 单独对 PP 的作用 效果相仿 。例如 , 单独添加 012 %的 DMDBS , PP 的 浊度 、最大结晶温度和起始结晶温度分别为 810 %、 11411 ℃和 11816 ℃; 单独添加 012 %的 MDBS , 其浊 度 、最大结晶温度和起始结晶温度分别为 1011 %、 11219 ℃和 11711 ℃。而添加 0104 % DMDBS 和 0116 % 的 MDBS 后 , PP 的浊度 、最大结晶温度和起始结晶 温度分别为 719 %、11319 ℃和 11818 ℃。相比较而 言 , PP 的改性效果相同 , 但降低了生产成本 。表 4
Abstract : The classification 、characteristics and the nucleation mechanism of nucleating agent for PP are summarized , putting stress on the synergistic effects of different nucleating agents and the synergistic effects of nu2 cleating agents with other additives in the modification of PP. The research results showed that the thermodynami2 cal , mechanical , and optical properties of PP were improved fairly because of the synergistic effects of different nu2 cleating agents , and the effectiveness of nucleating agents were increased. Suggestions on the development of nu2 cleating agents were put forward1
Keywords : PP ; Nucleating Agent ; Synergistic Effect ; Thermal Performance ; Optical property
聚丙烯 ( PP) 成核剂是一种用来改变 PP 结晶行 为 , 从而改变其结晶形态 , 最终改善其物理机械性能 和热力学性能的功能性助剂 。近年来 , 为充分发挥各 类成核剂的优势 , 应用行业开始注重研究不同成核剂 或成核剂与其它助剂之间的协同效应 。所谓协同效 应 , 就是在 PP 改性过程中加入两种或两种以上的添 加剂 , 由于这些助剂配合恰当 , 作用得到相互补充 , 从而表现出了更好的改性效果 。实践证明 , 当选择恰 当时 , 不同种类的成核剂之间 、同类成核剂但结构不 同的成核剂之间或成核剂与其它助剂之间都具有显著 的协同效应 , 能显著改善 PP 的性能 。
的结果显示了不同结构的山梨醇类成核剂之间的协同
效果 。
表 4 DMDBS 和 MDBS 对聚丙烯的影响
Tab 4 Effects of DMDBS and MDBS compounds on PP property
成核剂质量分数/ %
DMDBS
MDBS
012
0
0
012
0115
0105
011
0110
0106
0114
0105
0115
0104
0116
0103
0117
0101
0119
浊度/ %
最大结晶温度 起始结晶温度
/℃
/℃
810
11411
1011
11219
814
11316
719
11317
双2 (4 , 62二叔丁基苯氧基) 磷酸钠 , S1 、S2 、S3 、S4 和 S5
代表不同结构的山梨醇类成核剂 。
表 3 增刚剂与 DBS 的协同效应1)
Tab 3 Synergistic effect of rigidity agent with DBS
增刚剂用量 DBS 用量
/g
/g
0
0
·46 ·
塑料工业 CHINA PLASTICS INDUSTRY
第 33 卷第 12 期 2005 年 12 月
塑料助剂 与配混
成核剂在聚丙烯改性中的协同作用 Ξ
池圣贤 , 乐道进 , 徐祥兵 , 龙林林
(湖北省化工研究设计院 , 湖北 武汉 430074)
摘要 : 介绍了聚丙烯成核剂的种类 、特点和成核机理 。着重论述了不同成核剂及成核剂与其它助剂之间在聚丙烯 改性中的协同效应 。研究表明 , 协同效应可以显著改善聚丙烯的热力学性能 、物理机械性能和光学性能 , 显著提高成 核剂的使用效果 。并对其发展提出了建议 。 关键词 : 聚丙烯 ; 成核剂 ; 协同效应 ; 热性能 ; 光学性能 中图分类号 : TQ314124 + 519 文献标识码 : B 文章编号 : 1005 - 5770 (2005) 12 - 0046 - 04
池圣贤等 : 成核剂在聚丙烯改性中的协同作用
·47 ·
Haruna T[3]等研究了山梨醇类成核剂和芳基磷酸 盐类成核剂的协同作用 。作者在研究过程中 , 分别采 用不同结构的山梨醇类成核剂和有机磷酸盐复配 , 然 后对 PP 改性 , 以考察其协同效应 。结果显示 , 两类 成核剂在改善 PP 树脂的透明性和机械加工性能方面 体现出优异的协同效应 。表 2 的结果显示了山梨醇类 成核剂和有机磷酸盐类成核剂在 PP 改性中表现出的 优异的协同效果 。
成核剂产生良好的协同作用 ; 而且该协同作用因基体 树脂的种类不同而有不同的表现 , 其差异被认为和含 芳环化合物的 β成核效率有关 , 而 β成核剂的成核 效率也和 PP 树脂的性质有关 。对 β 晶含量较多的 F1002 型 PP 树脂体系 , 其协同作用主要贡献于材料 的冲击强度 ; 而对不含 β晶的 2401 型 PP 树脂体系 , 其协同作用主要贡献于材料的弯曲模量 。
注 : 1) 基础配方 : PPF401 1 000 g , 抗氧剂 B 215 2 g , 稳 定剂 HA 1 g。
于建[4]等对 PP 树脂结晶成核过程中含芳环化合 物的协同作用进行了研究 。选择了 2 种含芳环化合物 和 2 类不同的 PP 树脂成核剂 , 进行了 PP 树脂结晶成 核过程中含芳环化合物协同作用的研究 。结果表明 , 所使用的含芳环化合物在本质上属于 PP 树脂的 β成 核剂 , 虽然其本身的成核能力很差 , 但可以与不同的
1 成核剂的种类及特点
PP 成核剂种类及特点如表 1 所示 。 在诸多市售成核剂中 , 以 DMDBS ( 化学名称 : 二 (3 , 42二甲基苯亚甲基) 山梨醇和 NA221 (主组分 为双 [ 2 , 2′2亚甲基2双2 (4 , 62二叔丁基苯氧基) 磷 酸 ] 羟基铝) 的使用效果最为优异 , 代表了目Baidu Nhomakorabea成核 剂的发展方向 。
表 1 成核剂分类及特点[1] Tab 1 Varieties and characteristic of nucleator
种类
代表品种
无机类 山梨醇类
滑石粉 、氧化钙 、二氧 化硅 、碳酸钙 、云母 、 苯甲酸钠等 DBS、MDBS、DMDBS 等
磷酸盐类 NA210 、NA211 、NA221 等
011
011S4
011
011S5
雾度/ % 弯曲强度 弯曲模量 结晶温度
1 mm 3 mm / MPa
/ GPa
/℃
3011 7313 4113
1122
130
6313 8815 2916
0194
113
2619 6618 3713
1106
128
2113 4318 4216
1128
134
1219 3116 4312
表 2 山梨醇类成核剂和芳基磷酸盐类成核剂 之间的协同效应1)
Tab 2 Synergistic effect of DBS with aryl phosphate salt nucleator
成核剂质量分数/ % NA211 DBS 类
012
0
0
0
0
012S1
0
012S2
011
011S1
011
011S3
松香类 KM21300 、KM21600 等 高分子类 聚乙烯基环硅烷 、ERR 等
特点 价廉实用 , 成核效果一般
能显著改善 PP 的透明性和 力学性能 稳定性好 , 增刚效果好 , 能 显著改善 PP 的热变形温度 和力学性能 价格低 , 成核效率高 和树脂的共混性不好
2 成核剂的协同效应
211 不同类型成核剂之间的协同效应 韩明哲[2]等研究了 β型成核剂 N 、无机成核剂 T 和有机成核剂 C 的复合体系在聚丙烯改性中的协同 效应 。发现成核剂 C 分别与成核剂 N 、T 复配以及三 者复配对 PP 性能的改性结果表明 , 两者的协同效果 要优于单独使用的效果 , 而三者复配的使用效果最 好 ; 成核剂 N 、T、C 三者的协同使用可以降低成本 , 提高成核剂的使用效率 。
0
110
0
210
015
015
015
115
015
215
110
0
110
110
110
210
115
015
115
115
115
215
雾度 光泽度 冲击强度 拉伸强度 弯曲模量 / % / % / kJ ·m - 2 / MPa / GPa
5719 9218 2151 37121 1171 5512 9315 2163 37151 1181 5510 9014 2160 38194 1190 3314 8916 2166 38168 2112 3114 8919 2172 40148 2116 2618 9319 2157 40176 2118 3314 9012 2169 39116 2116 3216 8810 2163 39142 2108 3016 9018 2166 40110 2118 3717 9317 2160 39127 2109 3617 9111 2166 40105 2122 3510 9013 2169 39131 2106
宋之聪[5] 等研究了自制的增刚剂和成核剂 DBS 复配使用 , 考察了它们对 PP 的改性效果 , 结果见表 3 , 由表 3 可知 , 低用量 (0105 %～011 %) 的增刚剂 与 DBS 复配使用时 , 对改善 PPF401 的透明性具有良 好的协同效果 , 同时可以提高 PP 的刚性 ; 而增刚剂 的用量较高时反而有不利影响 。其原因是由于该增刚
Synergistic Effect of Nucleating Agent in Modification of PP
CHI Sheng2xian , YUE Dao2jin , XU Xiang2bing , LONG Lin2lin
( Hubei Research and Design Institute of Chemical Industry , Wuhan 430074 , China)
1136
135
1316 3412 4310
1131
135
1411 3511 4311
1134
135
1518 3618 4216
1133
135
注 : 1) 基础配方 : PP 粉料 100 份 , 抗氧剂 1010 011 份 ,
抗氧剂 168 011 份 , 硬脂酸钙 011 份 ; NA211 为 2 , 2′2亚甲基2
Ξ 作者简介 : 池圣贤 , 男 , 1979 年生 , 主要从事聚烯烃助剂的研究开发工作 。lotuscsx @sina1com © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
第 33 卷第 12 期