β—成核剂和其成核PP研究进展.pdfVIP

2010年lO月27日~29日2010年全国高分子材料科学与工程研讨会 中国．南昌 D．IL．09 伊成核剂及其成核PP研究进展 麦基盛1，章自寿1，杨竹根1，王春广1，陶友季2，张均萍1 (1中山大学化学学院材料科学研究所，教育部聚合物基复合材料及功能材料重点实验室； 2中国电器科学研究院，工业产品环境适应性国家重点实验室，广州，510275) 成核技术实现了PP高性能化，透明型口．成核剂提高透光率和透明性，增刚型口．成核剂 改善耐热性、强度和刚度；采用夕一成核剂可得到高夕．晶含营PP。由于p．PP冲击强度、热 变形温度、耐热性高于口．PP，夕．成核剂和夕一PP研究有许多报道【l-2】。 一、夕一成核剂研究进展 最早发现能诱导PP形成夕．晶的为准平面结构稠环化合物，但其成核效率低、热稳定性 差、易使制品着色，应用与研究很少。后来发现第1IA族金属元素的某些盐类及二元羧酸的复 合物，如庚二酸与硬脂酸钙混合物，具有高效夕一成核作用，为制备高含量∥．晶PP，研究夕． 晶结构形态、物理与力学性能等提供了物质基础；后来发展成为单组分庚二酸钙高效夕．成核 剂。但由于庚二酸价格高带来成本较高，工业应用较少。1998年日本新理化公司发现芳香胺 类(NJS)夕．成核剂。我国山西化工研究所也相应开发出TMB成核剂。其成核效率高、化学 结构稳定：但其晶体熔融后冷却过程形成针状晶体夕．成核选择性差，价格高。最近发现的稀 土类化合物(WBG)，夕．成核效率和热稳定高，但制备过程较复杂，成本较高。目前，除了 以上四类∥。成核剂外，近几年科技界还在积极寻找新的夕一成核剂，如二苯基丁(或己)二 酰胺、丙二酸、己二酸、戊二酸盐的夕．成核作用。 然而，由于夕．成核剂与PP不相容性、易于团聚，导致∥．成核作用降低；只能通过增加 成核剂用量而导致成本增加，影响p—PP推广应用。因此，如何提高夕．成核效率、减少用量 而降低成本，还是目前的重要研究课题。近几年，本课题组根据高效负载型催化剂的制各原 理，采用钙化合物为载体，制备了在其表面上负载庚二酸钙高效p．成核剂。如纳米碳酸钙负 载庚二酸钙夕．成核剂，具有高的成核效率和选择性，夕．晶含量高达90％以上，且受载体纳 米碳酸钙用量、形态影响很小p圳。 二、夕一成核PP的研究进展 有关∥．PP形成机理、p．PP形态稳定控制技术，低熔点夕．PP为何具有高热变形温度，第 二组分对夕．成核作用影响规律等，还有待于深入研究。为此，近几年夕．PP研究有许多报道。 研究发现双组分成核剂成核PP中∥．晶含量随硬脂酸钙用量而提高，结晶温度与PP等规 度无关，与PP结构有关，分子量高、分布宽PP有利于夕．晶形成。成核剂存在临界值，与成 核剂溶解于PP有关，NJS成核剂呈现双重成核作用15I。 多位学者比较了不同成核剂成核效率，有的认为WBG成核PP结晶速率高于TMB。a． 和夕．成核剂混合成核PP，成核剂用量低形成夕．PP：用量高形成口．PP。不同成核剂成核可 控流变PP结晶、口．和罗．成核剂成核乙丙共聚物断裂行为、不同二元羧酸钙成核PP、磁场对 夕．成核PP结晶影响也有研究。甚至发现在p．成核剂存在下，原位聚合PP也具有多．成核作 用，夕．成核剂可诱导齐格勒PP形成夕．晶，但对茂金属PP作用不大。 2010年lO月27日也9日2010年全国高分子材料科学与工程研讨会 中国·南昌 由于∥．PP不稳定，不少学者对p．晶转变进行了研究，试图延迟、控制和利用p．晶转变。 拉伸、加热导致∥．晶转变，夕一PP在加热过程发生夕．晶熔融、重结晶和口．晶熔融。夕．晶熔 解后重结晶形成口．晶的熔融温度比先形成口．晶的高，这可能与夕．PP高热变形温度有关。 由于PP易老化，p．成核PP的老化行为也开始研究。本实验室研究表明，负载型成核剂 的成核效率、夕．晶含量、结晶温度受降温速率和等温结晶温度影响小，载体不但起到增强作 用，且与夕．晶存在协同作用，进一步提高PP冲击强度，其高的成核作用可用平面比弧面易 于成核的机理解释。 三、夕一成核PP共混物的研究进展 由于∥．PP具有高的冲击强度和热变形温度，可为制备高冲击强度和使用温度的PP共混 物提供物质基础。另一方面，鼻一PP共混物研究有利于探索第二聚合物加入对，．成核作用影 响规律和合理使用夕．PP。因此，近几年有关p．PP共混物研究有许多报道。 研究表明影响夕．成核作用首先是第二组分的口．成核作用，具有口．成核作用、且结晶温 度高于夕．PP结晶温度，如PVDF