介紹成核劑論文

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1、成核劑概述摘要：木文介紹了成核劑的概念，作用機(jī)理，列舉了常用的成核劑，并著重介紹了歧化松香鹽和1,3;2,4-二對(duì)甲基節(jié)叉山梨醇的合成工藝。關(guān)鍵詞：成核劑作用機(jī)理聚丙烯聚酯聚甲醛合成工藝成核劑是一種新型功能性助劑，具有改變樹脂的結(jié)晶行為、結(jié)品形態(tài)和球晶尺寸，進(jìn)而提高制品的加丁和應(yīng)用性能之功效。聚合物的結(jié)晶改性已成世界通用塑料工程化、工程塑料高性能化的主要內(nèi)容，它們與填充/增強(qiáng)改性、聚合物共混改性和化學(xué)交聯(lián)改性一并構(gòu)成了完整的聚合物改性體系。經(jīng)成核劑改性后的聚合物，不僅能保留聚合物原有的特點(diǎn)，而且性價(jià)比也優(yōu)于許多透明材料，其熱變形溫度高，剛性好，屈服強(qiáng)度高，結(jié)

2、晶速度快，加T性能好，使用范圍廣，尤其適用于透明性要求高，需高溫下使用的器具。結(jié)晶改性所得的基料價(jià)廉易得，且結(jié)晶改性技術(shù)難度低，靈活性好，簡(jiǎn)單易行。因此，冃前結(jié)晶改性已成為最活躍、最常用的有效聚合物改性方法，成核劑已成為國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的新功能型助劑。2作用機(jī)理結(jié)晶型高聚物有多種結(jié)晶形態(tài)，在不同的結(jié)晶條件下可以形成單晶、球晶、樹枝狀晶等。結(jié)晶型聚合物在加工過程中一般生成球晶極其不完整，它是高聚物結(jié)晶的最常見的特征形態(tài)，是由一個(gè)晶核開始,以相同生長(zhǎng)速率同吋向各個(gè)方向放射生成的，聚合物熔體冷卻過程中，分子鏈排列成有規(guī)結(jié)構(gòu)，處于熔融狀態(tài)的大分子鏈的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，但

3、在某些區(qū)域會(huì)出現(xiàn)兒個(gè)鏈段聚集在一起呈現(xiàn)有序的結(jié)晶，一旦有序尺寸達(dá)到了臨界值，便穩(wěn)定存在而形成晶核。均相成核是因熱的變化依靠熔體中分子鏈段所形成的局部有序，在時(shí)集時(shí)散的過程中，某些超過臨界尺寸的有序穩(wěn)定下來所形成的晶核，由于它在較高溫度下容易被分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)破壞，所以這種均相成核只有在較低溫度下才可以保持。異相成核是借助于外來物質(zhì)的加入，聚合物分子鏈依附于外來物質(zhì)或殘留在熔體中的各種物質(zhì)提供的粗糙表面上的有序排列，由于在物質(zhì)與熔體之間產(chǎn)生某些化學(xué)結(jié)合力（如氫鍵）的情況下所生成的有序排列就更加快速穩(wěn)定，它們?cè)谳^高溫度下即能成核結(jié)晶。成核劑的作用是通過往聚合物加入

4、某些結(jié)晶物質(zhì)，使熔體在較高溫度下異相成核，提高結(jié)晶速率，同時(shí)使聚合物在高溫下因結(jié)晶易固化脫模，從而縮短了加工周期，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。無論均和成核還是異相成核，都是一個(gè)無規(guī)則大分子鏈段重排進(jìn)入晶體，由無序到有序的松弛過程，分子重排需要一定的能量。從熱力學(xué)角度來看，聚合物的結(jié)晶行為是建立在高分子內(nèi)聚能與熱運(yùn)動(dòng)相互統(tǒng)一的基礎(chǔ)上的，因此聚合物的結(jié)晶過程與自身的結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系，一般分子鏈的對(duì)稱結(jié)構(gòu)有助于結(jié)晶，分子量較低可以增強(qiáng)分子的運(yùn)動(dòng)也有利于結(jié)晶，而側(cè)鏈較長(zhǎng)，對(duì)稱性不好，呈無規(guī)排列吋會(huì)妨礙聚合物的結(jié)晶。這樣，不同的聚合物就會(huì)有不同的球晶增長(zhǎng)速率，且差別較大。例如，PE

5、T的結(jié)晶速率很慢，由于它的分子中有剛性的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，阻礙了分子鏈的運(yùn)動(dòng)，使它需要在較高溫度下才能運(yùn)動(dòng)排列成有序結(jié)構(gòu)（約130—150°C）,這樣的高溫給加工帶來困難，因此在PET塑料的加T過程中需加入增塑劑等以提高分了鏈的運(yùn)動(dòng)性，同時(shí)還需要成核劑以加快其結(jié)晶速率。成核劑在聚合物加工過程中的應(yīng)用，增大了非均相成核發(fā)生的概率，改善了加工性能，同時(shí)提高了制品的應(yīng)用性能。某些聚合物加工吋若不加入成核劑則聚合物熔體冷卻時(shí)會(huì)形成較大的球晶，球晶之間存在明顯的界面，在這些界面上存在著由于分子鏈排布不同引起的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)受到外力沖擊時(shí)沿球晶界面易產(chǎn)生裂紋而破碎。相反，體系中若有

6、成核劑存在，通體冷卻時(shí)生成的球晶小而多，相應(yīng)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也就小而分散，從而改善制品的應(yīng)用性能。作為成核劑的物質(zhì)一般應(yīng)該具有以下特征：(1)成核劑可以被樹脂潤(rùn)濕或吸附；(2)成核劑在所應(yīng)用的樹脂中不溶或熔點(diǎn)高于樹脂；(3)成核劑應(yīng)能夠以細(xì)微的方式均勻分散于聚合物熔體中；(4)成核劑能降低樹脂結(jié)晶成核的界面自由能；(5)成核劑最好與樹脂具有相同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。3常用的成核劑3.1聚丙烯用成核劑聚烯坯用無機(jī)成核劑多為各種填料，主要有滑石粉、氧化鈣、炭黑、碳酸鈣、云母、無機(jī)顏料、高嶺土、稀土化合物及催化劑殘?jiān)?研究與應(yīng)用的最多的是滑石粉、云母等，近年來對(duì)稀土化合物也

7、有了較多的研究。卜'面著重介紹聚烯姪用有機(jī)成核劑：二卞叉山梨醇及其衍生物類成核劑(DBS類成核劑)的開發(fā)和研究是近年來國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。DBS類成核劑是冃前世界上使用最為廣泛的有機(jī)成核劑，它能夠加快無定型聚丙烯分子線團(tuán)向螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，并對(duì)螺旋結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定作用，其代表結(jié)構(gòu)有二(卞叉)山梨醇(DBS)、二(對(duì)氯卞叉)山梨醇(CDBS)、二(對(duì)甲基卞叉)山梨醇(MDBS).二(對(duì)乙基卞叉)山梨醇(EDBS)、二(3,4-二甲基卞叉)山梨(DMDBS),統(tǒng)稱DBS類成核劑。根據(jù)苯甲醛上是否含有取代基或取代基數(shù)目的多少(所得合成產(chǎn)物的和對(duì)分子質(zhì)量不同，熔點(diǎn)不同，對(duì)

8、PP的改性效果也明顯不同)，人們習(xí)慣將該類成核劑分為