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。当被认为是结晶的外延机制，成核的晶体结构应该类似于聚合物的，以便容纳所述结晶polymer.1,6另外的晶格，成核应该是非易失性的，惰性的对环境的和它们的熔点应该高于该聚合物。为了提供用于工业应用的适当成核组合物，的标准之一是在聚合物中成核剂的分散性好。成核剂的分散非齐次不均匀引起晶体形态和机械性能和透明度低。

聚丙烯（PP）是一种广泛使用的热塑性塑料，结合额外的机械性能和成本低，因此，预计其需求增加。等规聚丙烯（IPP）依赖于结晶条件。特定的PP-成核可以诱导主要形成最广泛的一相或不太稳定的六方b相位，或有时稀有克- 相。a 相位是热力学稳定的结晶形式，因此它是的iPP中最常见的修饰。B-iPP的呈现较低熔点的温度和密度。这种结晶修改也显示出较高的韧性和可拉伸性。因此，含有b相的iPP是目前被认为是合适的替代为a的iPP为特定应用。

的g相，具有面心斜方晶细胞，是的iPP的最未开发的修饰。在许多情况下，在的iPP克相引发是降低全同规整度，致立体凹凸或与乙烯共聚的结果。G-相的大内容时的iPP结晶在升高的压力和当非常低分子量的样品（1000和3000克/摩尔之间）时，或者当发生结晶在升高的温度下得到。

各种材料进行了测试作为可能的候选人为PP成核剂。最常见的成核是芳族羧酸盐，例如苯甲酸钠。滑石等无机填料也是合适的成核剂;它们价格便宜，也可作为补强agents.However，成核效率（NE）的这些材料是有限的，需要高的浓度，

其降低雾度的能力较差。

此短审查的重点，其能够在非常低的工作浓度急剧增加，聚合物的结晶温度和还用作澄清剂的先进的成核剂为聚丙烯。这些化合物和它们的对PP的物理性质的影响的作用机理进行了详细讨论。

ESTIMATION OF NUCLEATING AGENTS’ EFFICIENCY

吉布斯自由焓是驱动在恒定的温度和压力下的结晶过程的潜力。自由焓变异成核是熔融晶界面自由焓和体积的贡献之间的平衡。甲核必须克服热力学势垒来实现临界尺寸。在核的和对界面特定自由能既尺寸自由焓变化的依赖性进行了详细讨论由Ebengou.1然而，用于估计成核剂的效率的目的，一个实用和简单的程序应适用。菲永等al.13,14已经介绍的方法，以确定的添加剂根据该selfnucleation过程允许获得可达到的最高结晶化温度的假设成核效率。自成核是一个通用术语，描述由它自己的预先生长的晶体的大分子熔体或溶液的形核。成核为任何聚合物最好是自种子或同一material.15,16因此，一个非核聚合物的结晶温度被认为是下边界的小晶体片段和该自成核的聚合物作为上层的成核效率规模边界。异相成核，诱导通过添加成核剂的效率，将该均相成核和自成核之间。（1）擦除先前的热历史的通过将样品加热至高温（通常25-308C以上的Tm），以及保持该：自成核的测量可以通过使用参考四条热步进行在差示扫描量热（DSC）温度5分钟; （2）创建的'标准''结晶状态由聚合物冷却以恒定冷却速度至室温[最低结晶化温度（Tc1的）在这个阶段，获得]; （3）将样品加热到部分熔融在温度（Ts），位于所述熔化的范围内，并保持它有5分钟。这是在该过程中最重要的步骤;和（4）动态结晶通过冷却该样品在被在第二步骤中施加相同的冷却速度。可能的最高结晶温度（Tc2的）在该阶段实现。网元是根据等式（1）计算

NE% ¼ 100%TcNA Tc1

Tc

2 Tc1

哪里TcNA，Tc1时，和Tc2的是有核，非成核，并selfnucleated聚合物的峰值结晶温度，分别。这个实验方案中，自核的具体性质，可不管施加，是一个非常强大的工具来研究聚合物的成核行为。它已被利用来阐明的iPP的结晶行为和估算的成核效率。按照这个规模，成核报告进行IPP最好在50-70％范围内的效率。此外，一个新的方法来估计成核效率具有emerged.17的主要参数，它确定了物质的成核能力，是在聚合物和物质颗粒之间的界面自由能。因此，此参数可被用于评估成核效率。在冷却过程中以不同的速率由长泽等[17]施加到成核研究PP 的结晶中的各种存在的理论方法来估计从基于成核温度的DSC迹线的自由能的参数。

a-PHASE NUCLEATORS Organogelators

胶凝剂是相对低分子量的分子，其能够形成在低浓度的有机凝胶的（通常<2％（重量）），当添加到有机液体中。有机凝胶剂是两性分子呈现纤维状结构在有机溶剂中。其亲脂性部分溶解于有机溶剂，和极性之一就是能够比较强结合（由氢或离子键），这是对于复杂的，稳定的，三维的凝胶的形成至关重要networks.2,18某些有机凝胶剂可以也作为成核剂和''澄清''中的聚合物基质。山梨糖醇为基础的成核提供显著改善了在这两个东北和清晰度常规成核剂。这种类型的最常见的例子是1,2,3,4-二亚苄基山梨糖醇（DBS）和1,2,3,4-二（对甲氧基亚苄基山梨糖醇）（DOS）。DBS的主要缺点是在加工过程中它的快速蒸发速率。改性的DBS的结构，如1,2,3,4-二（对甲基亚苄基山梨糖醇）（MBDS）和1,2,3,4-双- （3,4-二甲