六氢化邻苯二甲酸金属盐类成核剂的制备及应用研究

六氢化邻苯二甲酸金属盐类成核剂的制备及应用研究

李丹;张跃飞;何彬

【摘要】以六氢化邻苯二甲酸酐和不同金属盐为原料,合成了新型、高效的六氢化邻苯二甲酸(HHPA)金属盐类聚丙烯(PP)成核剂.采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪分别测试了HHPA金属盐的结构和HHPA金属盐类成核剂改性PP的结晶和熔融行为,并对其进行吸湿性测试.结果表明,HHPA金属盐类成核剂是一类高效的PP α-晶型成核剂,当其添加量为0.3％(质量分数,下同)时,PP的结晶温度有不同程度的提高,其中六氢化邻苯二甲酸钠(HHPA-Na)的效果最好,可使PP的结晶温度提高12.1℃;与传统的成核剂苯甲酸钠相比,HHPA金属盐类成核剂具有较低的吸湿性,有利于成核剂及成核改性PP制品的保存.%As a type of novel high-efficient nucleating agent for polypropylene (PP),a series of hexahydrophthalic acid (HHPA) metal salts was prepared by hexahydrophthalic anhydride and different metal salts.Chemical structure of the resultant products was characterized by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR),and their effect on the crystallization and melting behaviors of PP was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC).The moisture absorption of HHPA metal salts was also evaluated.The results indicated that HHPA metal salts could act as a highly efficient a-crystal nucleating agent for PP,and the peak crystallization temperature of nucleated PP was improved significantly when 0.3wt ％ of HHPA metal salt was incorporated into PP.It was also found that the sodium salt of HHPA (HHPA-Na) had the best nucleating effect,and the peak crystallization temperature of n ucleated PP increased by 12.1 ℃ compared with pure

PP.In addition,the HHPA metal salts exhibited a low hygroscopicity,which is advantageous for preservation of this nucleating agent and the relevant molded parts.

【期刊名称】《中国塑料》

【年(卷),期】2017(031)003

【总页数】4页(P90-93)

【关键词】六氢化邻苯二甲酸金属盐;成核剂;聚丙烯

【作者】李丹;张跃飞;何彬

【作者单位】长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学

化学与生物工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长

沙410114

【正文语种】中文

【中图分类】TQ325.1+4

PP属于半结晶型聚合物，加入成核剂是实现PP功能化、专业化的常用途径之一［1］。近些年来国内外对PP成核剂的研究和开发已经形成完备体系［2］，种类很多，主要可以分为无机类和有机类2种。无机成核剂为滑石粉、碳酸钙、云母

等物质；有机成核剂一般是指相对分子质量较低的有机化合物，其中应用最广泛的主要有山梨醇类、有机磷酸盐类和有机羧酸盐类3种［3-5］。有机羧酸盐类成核剂属于最早投入使用的一种分散型聚合物成核剂［6］。其中苯甲酸钠是最早使用的成核剂之一，具有价格低、应用广泛等优点，但其吸湿性高、易团聚、成核效率不高，限制了其应用。苯甲酸铝是目前仍在使用的增韧成核剂，具有制备工艺简单、

价格适中等优点，但其透明性改善效果不明显。HHPA金属盐作为一种新型成核剂，在聚合物领域也有广泛的应用。Li等［7］研究表明，加入六氢化邻苯二甲酸锂（HHPA-Li）可以明显降低聚乳酸的球晶尺寸，增加结晶速度。吕志平等［8］研究发现，六氢化邻苯二甲酸羟基铝（HHPA-Al）可以显著提高PP的结晶温度、拉伸强度和弯曲强度。但目前各种不同HHPA金属盐类成核剂改性PP的性能还

没有系统研究。因此，本文首先合成了具有不同金属离子的HHPA成核剂，考察

了其对PP结晶和熔融行为的影响，并研究了其吸湿性。

1.1 主要原料

六氢化邻苯二甲酸酐，化学纯，纯度为99%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氢氧化钠、硫酸铝，分析纯，湖南汇虹试剂有限公司；

氢氧化钙、硝酸镉，分析纯，汕头市西陇化工厂有限公司；

硫酸镁、氯化钡、氯化锂，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；

PP粉料，T30S，工业级，中国石油化工股份有限公司九江分公司；

抗氧剂，1010、168，工业级，瑞士汽巴公司。

1.2 主要设备及仪器

磁力搅拌反应浴，HWCL-3，郑州长城科工贸有限公司；

差示扫描量热仪（DSC），TA Q2000，美国TA公司；

傅里叶变换红外光谱仪（FTIR），IR-960，天津瑞岸科技有限公司；

双螺杆挤出机，SHJ-20B，南京杰恩特机电有限公司。

1.3 样品制备

HHPA-Na和HHPA-Li的制备：在配有磁力搅拌器的100 mL锥形瓶中加入10 mL水和3.08 g（20 mmol）六氢化邻苯二甲酸酐，再分别加入1.60 g（40 mmol）氢氧化钠、1.70 g（40 mmol）氯化锂；加热到70℃并搅拌3 h，通过

抽滤收集到白色固体；在110℃真空干燥箱中干燥24 h，分别得到1.70、1.85 g