聚丙烯成核剂的分类及应用
聚烯烃成核剂简介
聚烯烃成核剂简介聚丙烯(PP)由于具有良好的机械性能、无毒、相对密度低、耐热、耐化学药品、价格低廉、容易加工成型等特点,获得了广泛的应用。
但是,PP是部分结晶的树脂,在通常的生产条件下获得的球晶体积大,结晶不完善,在球晶的界面有很大的光散射,造成制品的透明性下降,为了满足某些产品对透明性的要求,需对PP进行透明改性。
透明PP 与其他一些常用的透明材料相比,具有透明度、光泽度优异,质轻价廉,刚度及综合性能好,可回收及有较高的热变形温度(一般大于110℃),使之获得了广泛的应用。
目前,已工业化的透明PP生产技术主要有3种:(1)在PP树脂中加入透明成核剂;(2)利用Z-N催化剂生产无规共聚PP;(3)采用茂金属催化剂生产高透明PP;一、成核剂的定义成核剂是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的改性助剂,是顺应聚丙烯(PP)改性技术的发展而出现的新功能助剂。
成核剂主要用于PP,但用其改善聚乙烯(PE)透明性的效果也很好,尤其是用于线性低密度聚乙烯(LLDPE),效果十分出色。
根据结晶形态的不同一般分为α晶型成核剂和β晶型成核剂。
α晶型成核剂主要提高制品的透明性、表面光泽、刚性、热变形温度等,又有透明剂、增透剂、增刚剂之称。
目前市售种类多属此类,主要包括二叉山梨醇(DBS)及其衍生物、芳香基磷酸酯盐类,取代苯甲酸盐等,尤以DBS类成核透明剂的应用最为普通。
二、成核剂的分类通常所说的成核剂是指α成核剂,按化学结构的不同,成核剂又可分为有机类和无机类。
1、无机类:无机类成核剂主要有滑石粉、氧化钙、炭黑、碳酸钙、云母、无机颜料、高岭土及催化剂残渣等。
这些是最早开发的价格便宜且实用的成核剂,研究与应用得最多是滑石粉、云母等。
2、有机类2.l 羧酸金属盐类例:琥珀酸钠、戊二酸钠、己酸钠、4-甲基戊酸钠、己二酸、己二酸铝、特丁基苯甲酸铝(Al-PTB-BA)、苯甲酸铝、苯甲酸钾、苯甲酸锂、肉桂酸钠、β-萘甲酸钠等。
其中苯甲酸碱金属或铝盐、特丁基苯甲酸铝盐等效果比较好,使用的历史比较长,但透明性较差。
聚丙烯材料改性中成核剂技术的应用研究
聚丙烯材料改性中成核剂技术的应用研究【摘要】在聚丙烯(简称PP材料)初合成后,在材料内部会存在很大的球形晶体,影响使用性能,一般通过加入成核剂来改性聚丙烯材料,新合成的材料晶粒比较小,所制成的产品抗冲击性能比较高,透明度以及光泽度也比较高。
本文主要讲述聚丙烯的一般合成工艺以及成核剂在聚丙烯合成中的应用。
【关键词】聚丙烯(PP);改性;成核剂;合成工艺聚丙烯又可称为丙纶,是丙烯的聚合物,具有无毒、无臭、无味的有点,密度小,是所有塑料中最轻的材料之一,结晶度比较高,具有良好的力学性能、电绝缘性以及耐热性等,但是由于在材料分子内部存在球形晶体因此在使用时,抗冲击强度、刚性、透明性以及光泽性等很难满足要求,因此需要对聚丙烯材料进行改性,改性的方法可分为物理改性以及化学改性,本文所讲的是加入成核剂进行改性。
1、聚丙烯材料的生产工艺目前聚丙烯材料的生产工艺主要可以分为淤浆法、液相本体法和气相法,随着时代的发展淤浆法生产工艺逐渐被淘汰,在目前聚丙烯材料的生产工艺中占据主要地位的是Basell公司的Spherizone气相法,该工艺方法合成的聚丙烯材料占了50%左右,居第二位的是Dow Chemical公司的Unipol气相工艺。
Basell公司的Spherizone气相法使用双环管结构的聚合反应器,在反应中加入第四代催化剂(有利于产生高结晶度以及高精度的产品),在生产工艺中提高了预聚合和聚合反应器的设计压力,使得聚丙烯生产时的形态、分子量等更加容易控制。
2、成核剂技术在聚丙烯材料改性中的应用2.1成核剂的分类目前,在聚丙烯合成改性中,应用比较广泛,以及已经商品化的成核剂可以分为α晶型和β晶型,这两种分法,是依照其产生的作用来分的,如α晶型的成核剂主要是诱导产生α晶型的聚丙烯。
常用的α晶型成核剂有芳香族羧酸金属盐类、磷酸金属盐类、二(苯亚甲基)山梨醇(1+/)及其衍生物以及松香类的成核剂,其中松香类的成核剂是一种天然的物质,比较环保。
聚丙烯透明成核剂应用,重汇ZN-3S PPT
鉴定项目 特性 透明度和光泽度 成本/每单位体积 热填充容量 潮湿/蒸汽阻隔性 低密度 味道及气味传播性质 下落重击强度 柔韧性 硬度 抗化学性
其它材料的选择
PET O ++ ++ + ++ + + O + PS O + ++ ++ + O ++ ++ + O PVC O + ++ + ++ + O ++ HDPE ++ O ++ O O + O + O PC O ++ O ++ ++ O O O O GLS O + O ++ ++ ++ ++ -
1. 居室部件;2、电子和影带盒;3、活动关节储藏箱;4、防护包装;5、储存盒; 6、茺板;7、医疗仪器;8、设备部件
吹挤成型:
吹拉成型:
1. 番茄浆调料瓶;2、水瓶;3、清洁剂瓶;4、婴儿奶瓶
1. 水瓶;2、等渗出和运动饮料瓶;3、药瓶;4、婴儿奶瓶;5、洗洁精瓶;6、 干食品和调料罐;7、居室部件;8、液体皂和洗涤剂瓶 1. 录影带套盒;2、铺地板料;3、装配或午餐盒;4、卫生产品 1. 泡沫包装材料;2、饮料杯;3、医用托盘;4、一次用果汁盒;5、一次性熟食 盘;6、乳品箱包装;7、微波速食盒;8、饼干盘 1. 奶制品箱包装;2、一次性饮料杯;3、熟食盛具;4、贮存容器 1. 影集护层;2、糖果包装纸;3、卫生用品;4、医用薄膜 1. 双向拉伸薄膜;2、嵌型共聚物和热塑型烯烃高聚物;3、非编织物;4、更快 的加工周期或更耐用的产品
聚丙烯的先进成核剂
聚丙烯的先进成核剂本短审查的目的是总结先进的成核剂为聚丙烯(PP).Reviewing相关文献,我们专注于强大的成核,其能够显著提高聚合物的结晶化温度在非常低的工作浓度和也用作澄清剂。
这些化合物的成核机理和效率进行了详细讨论。
成核剂是根据它们倾向于诱导单斜(a)中,六边形(b)中,或斜方晶(克)的PP细胞几何形状分为若干组。
主要的一个- 成核剂和澄清剂是山梨糖醇为基础的化合物,其加速聚合物结晶由于凝胶化现象和感应外延结晶的由取代的芳香族杂环磷酸酯的金属盐。
在b-成核,N,N-(二环己基-2,6-萘二甲酰胺被发现是非常有效的并且它的成核能力是高度浓度依赖性的。
此外,它被示出成核的成核效率可显著增加一个新的分散体的方法包括在一个微乳液其溶解。
此外,成核剂(HPN-68)升高的g修饰存在于聚合物中INTRODUCTION聚合物结晶的问题已引起了科学和工业的关注几十年,大量的努力继续致力于这方面的研究。
当它被冷却到低于其熔化温度,由核和生长阶段发生的聚合物的结晶。
成核可以被描述为,其中的位点称为核启动一个新的结晶相的方法。
聚合物的结晶动力学是由成核过程的约束。
在大分子结晶,初级晶核建立后,生长速率是由进一步成核步骤来确定。
虽然这些进一步的步骤是异构的,初级成核可以是均相的或非heterogeneous.1均相成核源于在熔体中的聚合物链的统计波动,其特征是恒定的速率。
异相成核的特征在于它的发生是由于在聚合物熔体异物会增加结晶充当异质核的速率并减少所需的临界晶核的形成自由能的存在可变速率和相对低的过冷。
这些少量添加剂被称为成核剂成核或。
这样的材料提供较高的聚合物结晶温度,产生的小球晶较大数量并改善它们的光学和机械性能。
小球晶可改善弯曲模量和刚性。
球晶的尺寸减小积极影响光学性能,降低雾度,因此改善clarity.2由于具有较高的聚合物结晶温度,可以显著减少循环的时间并且还提高了product.3-5成核能力的输出在一个特定的聚合物物质是多种因素的函数,例如在表面自由能,粗糙度和表面的结晶形态,成核颗粒的尺寸,并且这些颗粒在聚合物熔体的聚类的程度。
聚丙烯成核剂的分类与应用
聚丙烯新型成核剂的开发及应用目录摘要 (1)1、聚丙烯结晶 (1)1.1、聚丙烯的立构规整性......................................................................................... .. (1)1.2、聚丙烯晶型 (2)1.3、聚丙烯结晶过程 (2)2、聚丙烯成核剂 (2)2.1成核剂种类 (2)2.1.1、标准型成核剂 (2)2.1.2、透明性 (2)2.1.3、增强型(有机磷酸盐) (3)2.2、成核剂作用 (4)2.2.1、改进PP 机械性能 (4)2.2.2、缩短PP 成型周期 (5)2.2.3、增加PP的透明性 (5)2.2.4、对热性能的影响 (5)总结 (5)摘要本论文首先简单的介绍了聚丙烯结晶中的聚丙烯立构规整性,将聚丙烯分成了等规、间规和无规三种;聚丙烯晶型的不同晶型的性能及聚丙烯结晶过程。
主要叙述了聚丙烯成核剂的三种分类及它们的应用。
主要考察了几种类型的成核剂对聚丙烯的机械性能、成型周期和制品的透明性的影响。
关键词:聚丙烯,结晶,成核剂,前言聚丙烯作为结晶聚合物树脂,它的结晶行为、结晶形态以及球晶尺寸都将直接影响制品的最终性能。
成核剂具有改变树脂的结晶行为、结晶形态和球晶尺寸,进而达到提高制品的加工性能和应用性能之功效。
而目前PP异相成核理论还不成熟,至今还不十分清楚何种结构因素引起成核作用,成核剂对PP结晶、以及物理性能的影响等研究也不十分透彻,因此,国内外对PP成核剂的开发和成核PP的研究与应用都十分的活跃[1]。
1、聚丙烯结晶1.1、聚丙烯的立构规整性聚丙烯(pp)是以丙烯为单体聚合而成的聚合物,其结构式由于聚丙烯主链上含有不对称碳原子,造成其叔碳上的甲基在空间上有不同的排列方式,因而存在三种不同立体结构的聚丙烯,即等规、间规和无规结构,如图图I-I三种不同立体结构的聚丙烯图中主链上的甲基全部排列在分子链一侧的为等规聚丙烯(iPP);如甲基在主链两侧交替排列,则为间规聚丙烯(sPP);如甲基不规则的排列于链的两侧,则称为无规聚丙烯(aPP)。
聚丙烯β晶型成核剂
聚丙烯β晶型成核剂β晶型成核剂品种有:1.NT-A型通用型聚丙烯β晶型成核剂,适用于聚丙烯树脂的β晶型成核改性,加快结晶速度,缩短成型时间,提高聚丙烯制品的抗冲击强度和耐热性,广泛应用于聚丙烯管材、板材、和注塑制品。
其特点是:诱发β晶型成核效率高,价格低廉,用途广泛。
无味、无毒。
售价:120元/公斤。
2.NT-B型通用型聚丙烯β晶型成核剂,适用于聚丙烯树脂的β晶型成核改性,提高聚丙烯制品的常温和低温抗冲击强度、耐热性,广泛应用于聚丙烯管材、板材、和注塑制品,特别是聚丙烯粉料。
其特点是:高效率低成本制造性能优异的β晶型聚丙烯制品。
无味、无毒。
售价:220元/公斤。
3.NT-C型通用型聚丙烯β晶型成核剂,适用于聚丙烯树脂的β晶型成核改性,提高聚丙烯制品的常温和低温抗冲击强度、耐热性,广泛应用于聚丙烯管材、板材、和注塑制品,特别是β晶型PP-R、PP-B、PP-H管材(III型PP-R管材升级换代产品IV型βPP-R管材中必加助剂)。
也适用于聚丙烯树脂与其它树脂和填料的共混与复合改性体系,抗干扰能力强,明显改善共混物与复合材料的冲击韧性。
其特点是:诱发β晶型成核效率高,用途广泛。
无味、无毒。
售价:280元/公斤。
4. ST-C型聚丙烯微孔膜、微孔纤维专用超细化β成核剂,适用于锂离子电池微孔膜、聚丙烯电容器粗化膜、聚丙烯微孔纤维等。
其特点是:1微米粒径的超细化β成核剂,万分之一的添加量,90%以上的β晶型转化率。
售价:380元/公斤。
β晶型成核剂的使用方法:将聚丙烯树脂粉料、β晶型成核剂(典型用量为聚丙烯质量的0.01%~0.1%)、抗氧剂(如B215,典型用量为聚丙烯质量的0.1%)等在高速混合机内混合均匀后,再经双螺杆挤出机熔融挤出造粒后,即得到β晶型聚丙烯。
如采用聚丙烯粒料,在高速混合机内混合前时可添加极少量(0.1%)液体石蜡(白油),可以使助剂包裹在粒料表面,避免树脂颗粒与助剂粉末分离。
注意其它物质(如滑石粉、颜料等α成核活性物质)对β晶型成核剂活性的干扰,多组分共混和复合改性体系请先进行小试,并请咨询本公司技术人员。
聚丙烯成核剂的种类
聚丙烯成核剂是一类在聚合物工业中用于促进聚丙烯结晶成核的物质。
它们通过提供成核位点,加速聚丙烯的结晶过程,从而改变聚丙烯的物理性能和外观。
以下是几种常见的聚丙烯成核剂种类:
1.硅酸盐类成核剂:包括硅酸钠、硅酸铝钠等。
这些成核剂具有良好的分散性,可以在聚
丙烯熔体中形成大量的细小晶核,促进结晶过程。
2.金属盐类成核剂:如碳酸钴、碳酸锌等。
这些金属盐类成核剂在聚丙烯中表现出较强的
成核活性,能够有效地促使聚丙烯结晶成核。
3.有机成核剂:例如酸酐类、草酸类等。
这些有机成核剂通过在聚丙烯中引入非共晶相或
提供可溶性有机物作为成核剂,来促进聚丙烯的结晶。
4.天然产物成核剂:如纤维素、淀粉等。
这些天然产物在聚丙烯中具有良好的成核效果,
能够提供一定数量的成核位点,促进结晶。
需要注意的是,选择适合的聚丙烯成核剂取决于所需的聚丙烯产品性能和加工条件。
因此,在实际应用中,应根据具体要求和试验结果进行选择和优化。
聚丙烯成核剂的应用与研究进展
作者简介 :王登 飞(9 5一) 男 , 18 , 硕士 , 工程师, 主要从 事聚烯烃 的功 能化改性及聚烯烃催 化剂 的研发与应用 。E—m i d w y 6 .ol al u e @13 cn :
i at n oy rn ce t ga e t u e o oy rp ln ees mma zd ntee d,tern ce t gme h ns t sl)a d p lme u lai g ns sd frp lp o ye ew r u s n i r e .I n h h i u lai c a ims n
4 - 有 限公 司轻 烃分 馏分 公 司 ,黑龙 江  ̄Y -
13 1 2 中国石 油大庆 油田 6 7 4;
摘 要 : 介绍了无机类成核剂、 有机类成核剂( 芳基磷酸盐类、 山梨醇类、 磷酸金属盐类 、 松香类成核剂 、 脱氢枞酸及其盐类和
羧 酸 金 属 盐 类 ) 聚 合 物 型 成 核 剂 的 主要 类 型 和特 性 , 述 了成 核 剂 在 聚 丙 烯 中的 成 核 机 理 及 其 对 聚丙 烯 性 能 的影 响 。 和 阐
1 1 无 机 成 核 剂 及 其 作 用 .
无机类成核剂主要 有滑 石粉 、 化 钙 、 黑 、 酸钙 、 氧 炭 碳 云母 、 无机 颜 料 、 岭 土及 催 化剂 残 渣 等 , 年 来 对 稀 土类 成 核 剂 的 研 高 近
硬脂酸盐和硬脂酸 酯的 三元化合 物 ) 处理 碳酸 钙后 加入 P 发 P,
聚丙烯用成核剂市场调查
聚丙烯用成核剂市场调查大体介绍聚丙烯用成核剂分为:-无机类。
无机类成核剂开发较早,且价廉实用,如滑石粉等,但其制品透明性和表面光泽度较差,直接限制了它们在高性能透明材料中的应用。
-有机类。
有机类成核剂显著提高了制品的透明性和光泽度,同时提高了制品的加工应用性能。
其主要类型有:a. 山梨醇类; b. 有机磷酯盐类; c. 芳香族羧酸金属盐类。
以山梨醇类应用最为普遍。
国内外对PP透明剂的研究和开发相当活跃,已商品化的品种主如果山梨糖醇衍生物类和有机磷酸盐类,其中,前者性能好、价钱低,成为开发品种最多、产销量最大的一类PP 透明剂。
透明剂是成核剂中的一个分支,约90%的透明剂用于透明聚丙烯(CPP)的生产。
透明剂给予本来不透明的PP以良好的透明度,使得低本钱的CPP不但在许多方面可以替代较贵的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)等透明塑料材料,而且可改良PP的刚性、冲击强度、热变形温度等性能。
高透明PP和高刚度PP就成了最近几年来PP新产品开发的新热点。
高透明PP主要通过在PP中添加透明成核剂制得,可在聚合体系外添加,也可以釜内当场成核。
加入成核剂,能够加速结晶速度,使结晶细化,可以实现聚丙烯的高性能化。
具体体此刻:成核剂可提高聚丙烯的拉伸性能、抗冲击强度、产品的透明度、硬度、改善表面光洁度、可缩短注射周期,提高生产效率、减少注射产品的后收缩和提高产品耐热性等。
若将PET透明度概念为100%,高透明PP可达80%以上,而茂金属聚丙烯(mPP)无规共聚物透明度可达96%。
与普通PP相较,由于高透明PP制品的外观、耐热性和刚性都取得了提高,因此,正在这就慢慢取代PVC、PS、PET等,普遍用于家庭用品、包装制品、医疗器械等,极大地开拓了PP的应用领域。
长期困扰山梨醇透明剂并阻碍PP发展的主要问题是:-加工进程中透明剂挥发早、气味大,-本钱/性能比不如其他透明塑料美国Milliken公司、三井东亚公司、舍林公司新开发的透明剂有望解决该问题。
透明聚丙烯成核剂的种类及其应用
透明聚丙烯成核剂的种类及其应用
透明聚丙烯成核剂主要分为有机成核剂和无机成核剂两种类型。
有机成核剂包括小分子有机物和高分子有机物。
其中,小分子有机物种类较多,常见的有苯甲酸、草酸、肉桂酸等;高分子有机物主要包括聚合物成核剂,如聚烯烃成核剂、聚氨酯成核剂等。
无机成核剂包括金属氧化物、金属化合物等。
常用的无机成核剂有碳酸钙、硅酸钙、氢氧化铝等。
透明聚丙烯成核剂主要应用于聚丙烯的生产过程中,能够改善聚合物的结晶性能,提高聚丙烯的透明度和光泽度。
适用于注塑、吹塑、挤出等聚丙烯加工工艺,并广泛应用于食品包装、医疗器械、电器外壳等领域。
聚丙烯的晶型及常用成核剂_王东亮
α- PP 与 β- PP 除晶体结构不同外, 另一明显的 差别就是球晶之间的界面特征不同[8]。α- PP 球晶之 间呈现明显的边界, 这些边界是材料的薄弱点, 容 易被化学能或其他能量所蚀刻, 导致材料破坏。β- PP 球晶之间没有明显的界面, 在相邻球晶边界处, 片晶互相交错。Grein 等[9]发现 α- PP 的断裂面光滑 无应力发白现象, 而 β- PP 的断裂面有应力发白现 象, 主要由密集的、近似平行的银纹所构成, 银纹交 织在一起, 在断裂面附近形成连续的纤维结构。沈 静姝等[10]也认 为 β球晶是由 捆束状生长 的晶片束 组成, 球晶的致密程度比较低, 因此晶片束之间的 非晶区就很容易被拉开形成微银纹。银纹带在受力 时能吸收大量的冲击能量, 大大提高材料的韧性, 但降低其拉伸强度及弯曲弹性模量。
properties
晶型
冲击 强度
弹性 模量
屈服 应力
断裂 强度
断裂 伸长率
α
低
略高
高约 10%
略低
低
β 高数倍 略低
略低
略高 高数倍
(a) 中心发散生长(α- PP) (a) central multidirectional growth(α- PP)
α- PP 与 β- PP 性能的重大差别主要归因于两 者的晶体结构、形态的明显不同。扫描电子显微镜 (SEM)图像表明, 在 α- PP 中片晶是从 球晶中心多 向地沿径向 向外放射性 生 长[5], 而 在 β- PP 中 片 晶 由球晶中心成平行集结成束, 然后向外支化生长, 或螺旋状地向外生长, 而后支化[6], 如图 1 所示。
(b) 捆束生长(!- PP) (b) sheaf- like unidirectional growth(!- PP) 图 1 两种可能的结晶生长机理 SEM 图 Fig.1 SEM micrographs for two possible crystal growth
聚丙烯β晶型成核剂
东莞市鼎信塑胶原料有限公司DONGGUAN DING XIN PLASTIC RAW MATERIAL CO.,LTD聚丙烯β晶型成核剂DX-Z3CDX-Z3C是一种经济高效聚丙烯β晶型成核剂,通过诱导聚丙烯以β晶型成核,获得高β晶型含量的β晶型聚丙烯,而赋予制品良好的抗冲击性、耐热变形性和高气孔率,使聚丙烯的抗冲击性这一对矛盾的两个方面有机地统一。
DX-Z3C特适用于PP-R管材、汽车零部件、蓄电池外壳、家电及其他要求高抗冲击和高热变形性的改性PP制品。
化学组成:芳基酰胺类化合物英文名称:aryl amide compounds化学结构:O OR Ar R物化性能与技术指标:外观:白色结晶粉末熔点:≥340℃堆密度:400-500g/L应用特点及举例:DX-Z3C是一种经济高效型聚丙烯β晶型成核剂,具有提高结晶速率、结晶度和β晶型转化率之功效,从而赋予制品良好的抗冲击性、耐热变形性和高气孔率。
实际应用测试数据表明,在等规和无规PP中添加0.3%的DX-Z3C,β晶型转化率高达93%以上,抗冲强度、热变形温度均有较大幅度的提高,其中抗冲强度的提高约为4-5倍,热变形温度可达127℃左右。
与其他类型的β晶型成核剂相比,DX-Z3C具有不着色、能改善制品的加工性且价廉、β晶型稳定性好等特点。
本品可直接与PP粉料共混使用,亦可预先制成母料,然后进行二次加工使用。
MJB-5C适用于从注塑、BOPP、挤出管材、高发泡制品到双向拉伸薄膜PP产品,目前已广泛应用于PP-R管材、汽车保险杠及其他塑料零部件、蓄电池外壳等PP 专用料,使制品具有良好的抗冲击性、耐热变形性能和高气孔率。
推荐用量为PP基料的0.1-0.3%卫生安全性:本品无毒,无味,可用于接触食品的制品,在使用过程中应避免形成粉尘,并远离火源。
包装与储存:纸塑复合袋包装,附内膜袋,净重10KG,宜在干燥通风环境中储存。
有关PP成核剂进展情况
有关PP成核剂进展情况聚丙烯(PP)由于具有良好的机械性能、无毒、相对密度低、耐热、耐化学药品、价格低廉、容易加工成型等特点,获得了广泛的应用。
但是,PP是部分结晶的树脂,在通常的生产条件下获得的球晶体积大,结晶不完善,在球晶的界面有很大的光散射,造成制品的透明性下降,为了满足某些产品对透明性的要求,需对PP进行透明改性。
透明PP与其他一些常用的透明材料相比,具有透明度、光泽度优异,质轻价廉,刚度及综合性能好,可回收及有较高的热变形温度(一般大于110℃),使之获得了广泛的应用。
1 透明PP的生产技术目前,已工业化的透明PP生产技术主要有3种:(1)在PP树脂中加入透明成核剂;(2)利用Z-N催化剂生产无规共聚PP;(2)采用茂金属催化剂生产高透明PP。
2 透明PP成核剂的种类及应用2.1无机类透明成核剂无机类透明成核剂主要是指滑石粉、二氧化硅、云母等。
这类透明成核剂价廉易得,少量使用能提高制品的透明度,但在PP中分散困难,并且对光线有屏蔽作用,用量太大会影响制品的透明度,因而限制了其大量应用。
这类成核剂的成核机理:当PP从熔体结晶时,成核剂表面作为给电子体与PP的甲基形成氢键,PP片晶分子链在成核剂的表面生长,在PP熔体和成核剂的表面之间形成穿晶区域,X射线衍射研究表明PPα轴沿结晶生长方向取向,b轴与成核剂的c轴相一致;成核剂的晶胞结构与PP的晶胞结构一致。
DeMedeiros等通过对等规PP/滑石粉体系的动态结晶研究发现,2.2有机类透明成核剂2.2.1芳基磷酸盐类透明成核剂该类成核剂最早是由日本旭电化公司开发的。
根据开发年代的不同可分为三代:第一代产品以NA-10[双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸钠]为代表,问世于20世纪80年代初;第二代产品于20世纪80年代中期面世,以NA-11[2,2’-亚甲基-二(4,6-二正丁基苯酚)磷酸钠]为代表;第三代产品是近年来研制的,典型代表为NA-21[亚甲基双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸铝),其熔点更低,在PP中分散更好,成核效率更高。
聚丙烯成核剂
短时间内产生大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结晶。
稀土类有机配合物(WBG)
特点:
WBG系列成核剂安全,无毒, 无放射性,是可安全使用的产品。 1. β 晶转化率高,在聚丙烯中添加 量0.15%,成核效率在90%以上。 1. 使PP保持高的β 晶型含量。 2. 改性甚至超过现有β 晶型成核剂。 3. 特殊的电化学效应,对聚丙烯 以外的体系也有一定效果。
聚丙烯成核改性类添加剂
分类:
1.按化学结构分:无机类成核剂 有机类成核剂 2.按成核机理分:α 成核剂 β成核剂 γ 成核剂
3.按改性类型分:增刚成核剂,增透成核剂,增韧成核剂
分类:
无机类成核剂包括:滑石粉 、 云母等
有机类成核剂包括:芳基磷酸金属盐 、 羧酸金属盐类 、 二苄叉 山梨醇衍生物 、 支化酰胺类 、 松香皂类等。
聚丙烯成核剂
本次文献阅读提要
对聚丙烯成核改性类添加剂的理解; 熟悉几种重要成核剂的特点和应用场合; 实验方法部分一般和仪器相对应,就聚丙烯的一些性能方 面的表征与纯的聚丙烯进行对比; 重点在成核剂的应用,根据市场需求添加成核剂以满足客 户需求,复合成核剂使用使聚丙烯的应用更加广泛。
1. 2. 3. 4.
成核剂添加量0.05%时Tc就基本上达到稳定值
取代芳基膦酸盐类成核剂成核机理
从图表中有机膦酸盐类 成核剂的苯环平面间距离c 参数与PP的螺旋间距b参 数相接近,即存在晶型匹 配能显著降低成核自由能 垒,降低失配率,大量成 核剂颗粒可以作为聚丙烯 结晶的晶核,从而加快聚 丙烯结晶。
聚 丙 烯 成 核 剂
特点
无机类成核剂:无机类产品没有透明性或透明性较差 , 但具有 环保价廉并能相对提高制品光泽度 。 有机类成核剂: (1)分子中有苯环结构的成核剂比脂肪烃结构的 成核剂成核效果好; (2)羧酸盐比游离的羧酸成核剂效果好; (3)钠盐比其他盐成核效果好; (4)苯环上有取代基时对位比其他位效果好; (5)苯环与羧基之间的亚甲基被长链取代后成核效果 变差
聚丙烯透明成核剂专题研究进展
聚丙烯透明成核剂研究进展聚丙烯(PP)由于其优秀旳性能成为五大通用塑料中增长最快旳品种。
但是,PP在一般旳生产条件下获得旳球晶体积大,制品旳透明性差,为提高透明性,需进行透明改性。
目前,已工业化旳透明PP生产技术有三种:在PP中加人透明成核剂,运用Z-N催化剂生产无规共聚PP和采用茂金属催化剂生产高透明PP。
添加透明成核剂法因其简便易行而成为目前最常用旳措施,该技术旳核心是成核剂旳性能,因此透明改性剂成为国内外广泛关注旳一种助剂。
1 老式透明成核剂1.1老式透明成核剂旳种类此类透明成核剂旳种类诸多,按其化学构造可分为无机类透明成核剂、有机类透明成核剂及高分子类透明成核剂。
有机类透明成核剂重要涉及芳基磷酸盐、山梨醇类、羧酸金属盐等。
1.1.1无机类透明成核荆无机类透明成核剂重要是指滑石粉、二氧化硅、云母等。
此类物质价廉易得,在PP中应用重要是为了提高力学性能,用量较低时能提高制品旳透明度,但用量太高会减少透明度。
1.1.2芳基磷酸盐透明成核剂该成核剂最早是日本旭电化开发成功旳,代表性品种有NA-10[双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸钠NA-11[2,2′-亚甲基-二(4,6-二正丁基苯酚)磷酸钠〕、NA-21 [亚甲基双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸铝],山西化工所也推出了TMP系列磷酸盐成核剂。
但此类成核剂熔点高,在PP中不易分散。
1.1.3山梨醇类透明成核剂山梨醇类(DBS)成核剂是目前世界上使用最广旳透明成核剂,代表性品种国外有Milliken公司旳Millad3905、Millad3940和Millad3988,国内有山西化工所旳TM系列、松滋南海化学旳SKYG5988以及烟台只楚化学旳ZC-3。
该类成核剂成本低,透明改性效果优秀,但高温稳定性较差,易分解放出醛。
1.1.4羧酸金属盐透明成核剂羧酸金属盐类透明成核剂重要是芳基羧酸盐,是最早商品化旳成核剂,代表品种有苯甲酸钠和对叔丁基苯甲酸羧基铝(Al-PTBBA)。
聚丙烯成核剂的种类
聚丙烯成核剂的种类
聚丙烯成核剂的种类包括以下几种:
1. 无机颗粒成核剂:例如硅酸盐、二氧化硅、氧化铝等无机颗粒物质,能够在聚丙烯熔体中提供异质成核点,促进聚丙烯的结晶。
2. 有机成核剂:包括有机小分子和聚合物。
有机小分子成核剂具有较低的成核温度,能够在聚丙烯熔体中提供成核点,促进结晶;有机聚合物成核剂具有较高的成核活性,能够在聚丙烯熔体中形成成核中心,使得聚丙烯的结晶速率加快。
3. 蒸发型成核剂:是一种低沸点的有机溶剂,它可以在聚丙烯熔体中迅速蒸发,从而形成无机颗粒或有机小分子的成核点。
4. 塑化剂:一些塑化剂能够促进聚丙烯分子在熔融状态下的运动,从而使聚丙烯更容易结晶。
以上是部分聚丙烯成核剂的种类,不同的成核剂适用于不同的聚丙烯加工工艺和应用领域。
无刷电机每相串电感的作用原理主要有以下几点:
1. 抑制电流变化:串联电感可以抑制电流的急剧变化,减小电机电流的峰值,使电流更加平稳。
这样能够降低电机的电磁干扰和噪声,提高系统的稳定性。
2. 过电流保护:串联电感可以限制电流的上升速率和峰值,当
电机负载突然变化或出现短路时,电流不会急剧增加,从而起到过电流保护的作用。
3. 增加转矩平滑性:串联电感能够消除电机的高次谐波电流,使转矩输出更加平滑。
这样可以减小电机振动和噪声,提高电机的控制精度和效率。
4. 改善调速性能:串联电感可以减小电机的电感电压,使电机电压更接近于绕组电压,从而提高调速精度和静态稳定性。
综上所述,无刷电机每相串电感的作用主要是抑制电流变化、过电流保护、增加转矩平滑性和改善调速性能,同时提高电机的运行稳定性和效率。
新型成核剂的合成及应用评价
摘要本文通过以绿色环保的氨基酸中的β-丙氨酸为原料,与邻苯二甲酸酐合成后,再与金属盐或稀土盐发生反应,制得邻苯二甲酰β-丙氨酸盐。
聚丙烯(PP)虽然具有良好的综合性能,但由于其结晶度较高,冲击性较差,所以在化工领域的发展应用受限。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)也由于较慢的结晶速度以及较差的韧性性能,导致作为工程塑料应用范围较窄。
我们希望邻苯二甲酰β-丙氨酸盐可以作为PP材料成核剂的同时,也能对PET材料有一定的改性效果。
首先通过力学性能和热性能的分析,考察它们对PP的成核效果。
由于邻苯二甲酰β-丙氨酸钙(PA-Ca)改性效果最为突出,所以将其作为考察对象,通过红外光谱、热失重和X射线衍射进行表征。
将PA-Ca以不同添加量加至聚丙烯中,发现PA-Ca是一种高效的β成核剂,可以提高聚丙烯结晶温度,缩短结晶时间。
发现PA-Ca提升聚丙烯韧性性能效果更为显著且对刚性性能没有负面影响。
然后考察了邻苯二甲酰β-丙氨酸盐在尼龙6(PA6)和PET中的成核效应,发现PA-Ca对PET有一定的促成核能力,可以大幅度缩短结晶时间。
随后将其与几种聚丙烯成核剂以及市售成核剂对比,发现PA-Ca和其他聚丙烯成核剂对PET的改性效果与市售成核剂相当。
说明PA-Ca 是一种聚丙烯、PET材料两用的成核剂。
关键词:邻苯二甲酰β-丙氨酸钙;聚丙烯;PET;成核剂ABSTRACTSynthesis and Application Evaluation of New nucleating AgentABSTRACTIn this paper,phthalylβ-alanine salt was prepared by reactingβ-alanine from green amino acid with phthalic anhydride and then reacting with metal salt or rare earth salt.Although polypropylene(PP)has good comprehensive performance,its development and application in the chemical industry is limited due to its high crystallinity and poor impact.Polyethylene terephthalate(PET)also has a narrower application range as engineering plastics due to slower crystallization speed and poor toughness properties.We hope that phthaloylβ-alanine salt can be used as a nucleating agent for PP materials,and it can also have a certain modification effect on PET materials.Firstly,their nucleation effects on PP were investigated by analysis of mechanical properties and thermal properties.Since the modification effect of phthaloyl β-alanine calcium(PA-Ca)is the most prominent,it is characterized by infrared spectroscopy,thermogravimetric analysis and X-ray diffraction.PA-Ca was added to polypropylene in different amounts.It was found that PA-Ca is a highly efficientβnucleating agent,which can increase the crystallization temperature of polypropylene and shorten the crystallization time.It was found that PA-Ca improved the toughness performance of polypropylene more significantly and had no negative impact on the rigidity performance.Then the nucleation effect of phthaloylβ-alanine salt in nylon6 (PA6)and PET was investigated.It was found that PA-Ca has certain nucleation-promoting ability to PET and can greatly shorten the crystallization time.Subsequently,it was compared with several polypropylene nucleating agents and commercially available nucleating agents,and it was found that the modification effect of PA-Ca and other polypropylene nucleating agents on PET was comparable to that of commercially available nucleating agents.It shows that PA-Ca is a nucleating agent for polypropylene and PET materials.Keywords:phthalylβ-alanine calcium;polypropylene;PET;nucleating agent目录声明 (I)硕士学位论文版权使用授权书 (I)摘要 (II)ABSTRACT (III)引言 (1)第一章文献综述 (2)1.1聚丙烯性能及分类 (2)1.2聚丙烯结晶形态 (3)1.2.1α晶型 (4)1.2.2β晶型 (4)1.3聚丙烯改性 (5)1.4聚丙烯成核剂 (6)1.4.1α成核剂 (6)1.4.2β成核剂 (9)1.5PET改性 (16)1.6小结与展望 (17)第二章邻苯二甲酰β-丙氨酸盐的合成及在聚丙烯中的应用 (18)2.1主要试剂及原料 (18)2.2主要设备及仪器 (18)2.3邻苯二甲酰β-丙氨酸盐的合成 (19)2.4样条的制备 (19)2.5邻苯二甲酰β-丙氨酸盐测试 (20)2.5.1力学性能测试 (20)2.5.2DSC测试 (22)2.6本章小结 (24)第三章邻苯二甲酰β-丙氨酸钙的表征及不同浓度在聚丙烯中的应用 (25)3.1主要试剂及原料 (25)3.2主要设备及仪器 (25)3.3成核剂表征 (26)3.3.1TG分析 (26)3.3.2红外分析 (27)3.3.3钙含量分析 (27)3.4不同浓度邻苯二甲酰β-丙氨酸钙测试 (28)3.4.1力学性能测试 (28)3.4.2DSC测试 (30)3.5本章小结 (32)第四章邻苯二甲酰β-丙氨酸钙与其他β成核剂在聚丙烯中对比 (33)4.1主要试剂及原料 (33)4.2主要设备及仪器 (33)4.3对比测试 (34)4.3.1力学性能测试 (34)4.3.2DSC测试 (36)4.3.3XRD测试 (38)4.4小结 (39)第五章邻苯二甲酰β-丙氨酸盐在PA6/PET中的应用 (40)5.1主要试剂及原料 (40)5.2主要设备及仪器 (40)5.3样品的制备 (40)5.4PA6热性能分析 (41)5.5PET热性能分析 (42)5.6小结 (44)第六章邻苯二甲酰β-丙氨酸钙与其他成核剂在PET的应用 (45)6.1主要试剂及原料 (45)6.2主要设备及仪器 (45)6.3样品的制备 (46)6.4成核剂对比测试 (46)6.4.1DSC测试 (46)6.4.2冲击性能测试 (50)6.4.3XRD测试 (51)6.5小结 (51)第七章结论与建议 (53)参考文献 (54)致谢 (57)硕士期间发表的文章及专利 (58)引言1954年,意大利高分子化学家Natta受到化学家K.Ziegler的启发,先催化乙烯低压聚合制备聚乙烯,然后在三氯化钛和烷基铝作催化剂以及低压条件下,聚合产生立体定向聚合物——聚丙烯。
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2.2、成核剂作用 、
缩短PP成型 缩短PP成型 PP 周期
增加PP的 增加 的 透明性
改进PP机 改进 机 械性能 聚丙烯制品
对热性能的 影响
没有成核剂时, 没有成核剂时,结晶 性高分子在熔融状态 冷却时生成结晶, 冷却时生成结晶,这 是自动结晶, 是自动结晶,这种球 晶不均匀、不完全, 晶不均匀、不完全, 因此受力时在球晶界 面之间的结晶部与非 结晶部、 结晶部、碎晶粒的空 隙处首先遭到破坏。 隙处首先遭到破坏。
加入成核剂时, 加入成核剂时,可 控制球晶的生长, 控制球晶的生长, 使晶核增多, 使晶核增多,结晶 更完善、 更完善、受力更均 匀,因此可以增进 聚合体的屈服强度, 聚合体的屈服强度, 冲击强度和表面强 度,提高聚丙烯的 机械性能。 机械性能。
成核剂主要作用之一就是改善 聚丙烯的透明性和表面光泽度。 聚丙烯的透明性和表面光泽度。 透明度好的制品必须满足结晶 度高、结晶取向整齐、 度高、结晶取向整齐、结晶的 尺寸要小于可见光的波长等要 求。为达到要求使聚丙烯的球 晶微细化, 晶微细化,添加成核剂是一种 极有竞争力的方法。 极有竞争力的方法。
聚丙烯成核剂的分类及应用
制作者:吴立梅 制作者 吴立梅 指导老师:于志英 指导老师 于志英
聚丙烯的立构规整性
主 要 任 务 有
聚丙烯的结晶
聚丙烯晶型 聚丙烯结晶过程
成核剂种类
标准型成核剂 透明型 增强型 改进PP机械性能 改进 机械性能
聚丙烯成核剂
成核剂作用
缩短PP成型周期 缩短 成型周期 增加PP的透明性 增加 的透明性 对热性能的影响
①标准型成 核剂
主要有无机成核剂和芳香族酸金属皂类。 主要有无机成核剂和芳香族酸金属皂类。 无机成核剂包括滑石粉、碳酸钙、二氧化硅等。 无机成核剂包括滑石粉、碳酸钙、二氧化硅等。
②透明型
主要有山梨醇类和松香类。 主要有山梨醇类和松香类。 提高聚丙烯的透明性、光泽度、热变形温度以及刚性, 提高聚丙烯的透明性、光泽度、热变形温度以及刚性, 使聚丙烯的结晶速率加快,成型加工周期缩短。 使聚丙烯的结晶速率加快,成型加工周期缩短。
β晶型 晶型
β晶型聚丙烯属六方晶系,只有在特定 晶型聚丙烯属六方晶系, 晶型聚丙烯属六方晶系 的结晶条件下或在β晶型成核剂诱发下 的结晶条件下或在 晶型成核剂诱发下 才能获得。 才能获得。
γ晶型 晶型
可以在降解过程中、 可以在降解过程中、低分子量和高压条件 下获得, 下获得,目前尚无有效的获得方法和明确 的实用价值。 的实用价值。
山西省化工研究院开发出了山梨 醇类成核剂TM系列产品 系列产品, 醇类成核剂 系列产品,湖北 省松滋市树脂所开发了第三代山 梨醇类成核剂SKC—3988,都 梨醇类成核剂 , 已形成规模生产 。
日本旭电化公司的NA—10、 日本旭电化公司的 、 NA—11和NA—21为代表,其 为代表, 和 为代表 中NA—10、NA—11均得到美 、 均Байду номын сангаас到美 认可, 国FDA认可,在世界范围内被 认可 广泛批准用于与食品接触的包 装容器中。 装容器中。
主要有有机酸盐类。 主要有有机酸盐类。 ③增强型 显著提高聚丙烯透明性的同时, 显著提高聚丙烯透明性的同时,能明显改善其耐热性 和刚性。 和刚性。
美国肯塔基州的Nyacol Nano技术公 美国肯塔基州的 技术公 司新推出两个聚丙烯成核剂新牌号 NGS—1000、NGS—2000,该产品 、 , 能控制聚丙烯成核, 能控制聚丙烯成核,提高聚丙烯结晶 温度,改善材料的弯曲模量、 温度,改善材料的弯曲模量、耐冲击 降低材料的雾度,抗粘连, 性,降低材料的雾度,抗粘连,改善 薄膜使用性能,得到综合性能极佳的 薄膜使用性能 得到综合性能极佳的 聚丙烯。 聚丙烯。
1.3、聚丙烯结晶过程 、
晶核
球晶
按照结晶过程是否存在异相晶核,成核方式可以分为: 按照结晶过程是否存在异相晶核,成核方式可以分为:
均相成核
异相成核
2、聚丙烯成核剂 、
2.1、成核剂种类 、 根据成核 剂自身结 构的不同 无 极 成 核 剂 有 机 成 核 剂 按照诱导聚丙 烯树脂的不同 结晶形态 α 晶 型 成 核 剂 β 晶 型 成 核 剂 按其用途
由于添加成核剂, 由于添加成核剂,聚丙 烯的结晶度提高, 烯的结晶度提高,加之 结晶组织的微细化,导 结晶组织的微细化, 致密度提高, 致密度提高,热变形温 度也有所提高, 度也有所提高,可在一 定程度上提高树脂的耐 热性。 热性
邹燕等采用熔融共混法分别制备了聚丙 滑石粉、 碳酸钙( 烯( PP) /滑石粉、PP / 碳酸钙 CaCO3) 滑石粉 复合材料。 复合材料。
美国Milliken公司 美国 公司Millad3988的第 的第 公司 三代山梨醇衍生物为代表, 三代山梨醇衍生物为代表,用于注 吹塑挤出薄膜等加工过程, 塑、吹塑挤出薄膜等加工过程,赋 予制品高透光性、 予制品高透光性、高力学性能和优 美的外观。 美的外观。
国内研制和开发该类成核 剂较为突出的单位是山西省化工 剂较为突出的单位是山西省化工 研究所、 研究所、北京化工大学和华东理 工大学。 工大学。 山西省化工研究所推出了 TMP系列芳基磷酸盐类成核剂, 系列芳基磷酸盐类成核剂, 系列芳基磷酸盐类成核剂 能显著提高聚丙烯的刚性和透明 完全没有异味。 性,完全没有异味。华东理工大 学联合化学反应工程研究所研制 了NA—9930T、NA—35等芳香 、 等芳香 杂环有机磷酸酯( 杂环有机磷酸酯(盐)类成核剂。
标 准 型
透 明 型
增 强 型
α晶型成核剂诱导 晶型成核剂诱导 晶型成核剂 聚丙烯树脂以α晶 聚丙烯树脂以 晶 型成核。 型成核。具有增 刚、提高热变形 温度、抗蠕变、 温度、抗蠕变、 降低浊度、 降低浊度、提高 制品表面光泽度 等作用。 等作用。
β晶型成核剂诱导聚 晶型成核剂诱导聚 晶型成核剂 丙烯以β晶型结晶 晶型结晶。 丙烯以 晶型结晶。 它能同时提高聚丙 烯制品的抗冲击性 和热变形温度, 和热变形温度,还 赋予制品良好的多 孔结构, 孔结构,改善其透 气性、 气性、可印刷性等 性能。
1、聚丙烯结晶 、
1.1、聚丙烯的立构规整性 、
1.2、聚丙烯晶型 、
聚丙烯的晶型有α 聚丙烯的晶型有α、β、γ、δ和拟六方态5种。 和拟六方态5
α晶型 晶型
α晶型聚丙烯为单斜晶系,在通常的加工 晶型聚丙烯为单斜晶系, 晶型聚丙烯为单斜晶系 条件下, 条件下,由熔体自然冷却的均相结晶主 要为α晶型 晶型。 要为 晶型。