聚丙烯β晶型成核劑的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、聚丙烯(PP)以其機(jī)械性能好、無毒、相對(duì)密度低、耐化學(xué)品以及價(jià)廉、易加工成型的優(yōu)良特性，成為合成樹脂中增長(zhǎng)速度最快、新產(chǎn)品開發(fā)最為活躍的品種之一。然而，由于聚丙烯本身的一些缺陷，如沖擊性能不好，材料的拉伸強(qiáng)度、耐熱性等抵抗外力作用的能力差，在很大程度上限制了聚丙烯材料的應(yīng)用。近年來，改性聚丙烯成為聚丙烯發(fā)展的主要方向，通過添加成核劑調(diào)控聚丙烯的結(jié)晶行為和結(jié)晶形態(tài)，從而達(dá)到改善聚丙烯性能的目的，創(chuàng)造高性能化的聚丙烯產(chǎn)品，是非常有效切實(shí)可行

2、的調(diào)控手段。β晶型聚丙烯具有較高的沖擊強(qiáng)度，拓寬了聚丙烯增韌改性的應(yīng)用空間。添加β成核劑是目前公認(rèn)的得到高含量β晶型聚丙烯的最有效方法。 本文設(shè)計(jì)合成了一系列酰胺型β成核劑，篩選出高效、穩(wěn)定和實(shí)用的酰胺型β成核劑，大幅度地改善了聚丙烯的沖擊實(shí)驗(yàn)性能；憑借WAXD研究了成核劑的成核效果，解明成核劑晶體結(jié)構(gòu)對(duì)成核效果的影響；憑借DSC、POM研究了酰胺型p成核劑作用下等規(guī)聚丙烯的結(jié)晶行為及微觀形態(tài)，發(fā)現(xiàn)酰胺型β成核劑誘導(dǎo)iPP的結(jié)晶

3、過程符合附生結(jié)晶的機(jī)理。 研究發(fā)現(xiàn)NA-1、NA-2、NA-3和NA-4對(duì)聚丙烯韌性均有不同程度的改善，其中NA-1和NA-2的改善效果更為明顯。松香類成核劑對(duì)聚丙烯的機(jī)械性能和光學(xué)性能均有不同程度的提高： 1．考察了NA-1β成核劑對(duì)聚丙烯結(jié)晶性能的影響。改性后的聚丙烯力學(xué)性能測(cè)試表明，該成核劑具有使聚丙烯增韌的優(yōu)異性能。用差示掃描量熱法(DSC)和X射線粉末衍射儀(XRD)對(duì)其結(jié)晶形態(tài)進(jìn)行了表征。DSC研究表明，該成

4、核劑的加入可以誘導(dǎo)聚丙烯中α晶向β晶轉(zhuǎn)變；X射線衍射研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)成核劑加入量為0.3﹪時(shí)，β晶型的含量可達(dá)到87﹪，與DSC：的研究結(jié)果一致?？疾炝死鋮s速率對(duì)結(jié)晶溫度和結(jié)晶峰溫度的影響，實(shí)驗(yàn)表明該成核劑的加入使結(jié)晶向高溫方向偏移，結(jié)晶速度加快。 2．考察了NA-2作為β成核劑對(duì)聚丙烯力學(xué)性能及結(jié)晶性能的影響。力學(xué)研究結(jié)果表明，該成核劑具有使聚丙烯增韌的優(yōu)異性能，當(dāng)添加量為0.3﹪時(shí)，抗沖擊強(qiáng)度由原來的36.06J/m<'2>提高

5、到65.79J/m<'2>，提高了近一倍。DSC研究表明，添加p成核劑可以誘導(dǎo)PP中β晶生成?？疾炝死鋮s速率對(duì)結(jié)晶溫度的影響，當(dāng)冷卻速率為10℃/min時(shí)，結(jié)晶溫度從118.38℃提高到124.53℃提高了6.15℃，成核劑的加入使結(jié)晶向高溫方向偏移，而且結(jié)晶速度加快。 3．成核劑可以顯著提高聚丙烯的透明性和透光率。當(dāng)添加量為0.3﹪時(shí)，聚丙烯的霧度降低了58﹪。 4．考察了酰胺類成核劑與松香鹽類成核劑復(fù)配對(duì)聚丙烯力學(xué)及