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1、β晶型成核劑在聚丙烯中的應(yīng)用????????????????????????????????????????????????????????張志剛??????????????????（廣州市派特爾科技有限公司，廣東??廣州?510310）???[摘?要]通過(guò)將聚丙烯原料和成核劑等助劑用高速攪拌機(jī)攪拌均勻后加入雙螺桿冷拉擠出機(jī)組造粒，再用注塑機(jī)注塑出標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行檢測(cè)的辦法分析比較加入β晶型成核劑后對(duì)聚丙烯性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在聚丙烯中加入β成核劑后，促進(jìn)分子的結(jié)晶過(guò)程和加快結(jié)晶速度，使分子具有微晶結(jié)構(gòu)，有利于PP產(chǎn)品的抗沖擊強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、
2、熱變形溫度的提高。???[關(guān)鍵詞]聚丙烯；β晶型成核劑；性能???[中圖分類號(hào)]TQ325.1+4??????????[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A???????????????????[文章編號(hào)]1003-5095(2008）08-0019-03???聚丙烯屬于結(jié)晶型樹脂，結(jié)晶過(guò)程包括晶核生成和結(jié)晶生長(zhǎng)兩個(gè)階段，其晶核的生成可以均相成核，也可以異相成核。均相成核是指處于無(wú)定型狀態(tài)的聚丙烯熔體在冷卻過(guò)程中鏈段所形成的有序區(qū)，當(dāng)某些有序區(qū)超過(guò)臨界尺寸穩(wěn)定下來(lái)就形成晶核。這種自發(fā)成核方式獲得的晶核數(shù)量少，結(jié)晶速率慢，球晶尺寸大，結(jié)晶度低。同時(shí)由于這種晶核在
3、較高溫度下易被分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)所破壞，故只有在較低的溫度下形成。異相成核是分子鏈依附于聚合物熔體中的“雜質(zhì)”（聚合催化劑殘留物、加入的成核劑和未溶化的微細(xì)結(jié)晶）表面進(jìn)行有序排列形成晶核，它們可以在較高溫度下成核結(jié)晶。這種方法可以提供更多的晶核，在球晶生長(zhǎng)速率不變的情況下加快結(jié)晶速率、降低球晶尺寸、提高制品的結(jié)晶度和結(jié)晶溫度[1]。???聚丙烯具有比重小，拉伸屈服強(qiáng)度、彎曲模量、硬度較高的優(yōu)點(diǎn)，加之原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，非常適合用來(lái)注射成型塑料制品。聚丙烯制品如果內(nèi)部存在著很大球晶，造成聚丙烯的抗沖擊強(qiáng)度很低，還會(huì)造成制品的后收縮現(xiàn)象嚴(yán)重，
4、嚴(yán)重影響聚丙烯樹脂在注塑領(lǐng)域的使用，通過(guò)加入成核劑，使聚丙烯生成微晶結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)聚丙烯的高性能化。本文將主要討論β晶型成核劑在聚丙烯中的應(yīng)用。1?實(shí)驗(yàn)部分1.1?原料???聚丙烯：PP-XD-045,PP-XD-140，石家莊煉油廠；共聚聚丙烯：EP540S，韓國(guó)大林集團(tuán)；NA5、NA6有機(jī)磷酸鹽β晶型成核劑；TMP-5,山西省化工研究所；抗氧劑：B-215,天津市力生化工廠。1.2?設(shè)備???雙螺桿擠出機(jī),SJSH-60,長(zhǎng)徑比32∶1,石家莊市星爍實(shí)業(yè)公司；拉力試驗(yàn)機(jī),WDT-W,承德精密試驗(yàn)機(jī)有限公司；簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī),XJJ-5
5、0,承德市金建檢測(cè)儀器有限公司；熱變形微卡軟化點(diǎn)儀,XRW-300,承德市金建檢測(cè)儀器有限公司；熔體流動(dòng)速率儀,XNR-400,承德市金建檢測(cè)儀器有限公司；高速混合機(jī),SHR-200A,張家港市昌達(dá)機(jī)械制造有限公司；注塑機(jī),JX-1100A,寧波市金星塑料機(jī)械有限公司。1.3?方法1.3.1?選用熔融指數(shù)7以下和7以上兩種均聚聚丙烯，選用一種共聚聚丙烯，分別加入β晶型成核劑和抗氧劑在高速混合機(jī)中混合。1.3.2?將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中造粒，加工溫度205～210℃，螺桿轉(zhuǎn)速220～230?r/min。1.4?性能測(cè)試???拉伸強(qiáng)
6、度、斷裂伸長(zhǎng)率按GB/T1040-92進(jìn)行，選用Ⅰ型試樣，拉伸速率為50mm/min；彎曲強(qiáng)度按GB1042-79進(jìn)行，選用模塑材料大試樣，速率為?????50mm/min；缺口沖擊強(qiáng)度按GB/T1043-93進(jìn)行，選用第“3”種試樣類型，“C”型缺口試樣；熱變形微卡軟化點(diǎn)儀按GB1643(0.46MPa)進(jìn)行，溫升為???????2℃/min。2?結(jié)果與討論2.1?成核劑對(duì)結(jié)晶速率與結(jié)晶溫度的影響???聚丙烯加入β成核劑后，能促進(jìn)分子的結(jié)晶過(guò)程和加快結(jié)晶速度，使分子具有微晶結(jié)構(gòu)，這樣不但有利于提高產(chǎn)品的抗沖擊強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、熱變形溫度，
7、而且對(duì)產(chǎn)品的外觀及加工均有一定影響。加入成核劑使均聚聚丙烯的結(jié)晶溫度大幅度提高，并且結(jié)晶峰較純聚丙烯變得尖銳，可以證明成核劑成核效果明顯[3]。通常以半結(jié)晶時(shí)間(t1/2)的倒數(shù)表示結(jié)晶速率，圖1為純PP和成核PP半結(jié)晶時(shí)間（t1/2）的倒數(shù)與結(jié)晶溫度的關(guān)系，可以明顯看出加入成核劑后結(jié)晶速率大大提高[4]。溫度/℃圖1成核劑對(duì)PP結(jié)晶速率與結(jié)晶溫度的影響2.2?拉伸強(qiáng)度的影響???β成核劑對(duì)產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度的影響見(jiàn)表1、表2。表1β成核劑的加入對(duì)產(chǎn)品（均聚聚丙烯）拉伸強(qiáng)度的影響??????????添加劑/%???拉伸強(qiáng)度/MPa???斷裂伸長(zhǎng)
8、率/%?????????????無(wú)???????????34.2???????????160?????0.2（PP熔融指數(shù)0～7）??33.5???????430????0.2（PP熔融指數(shù)7
