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1、β晶型成核剂在聚丙烯中的应用 张志刚 （广州市派特尔科技有限公司，广东 广州 510310） [摘 要]通过将聚丙烯原料和成核剂等助剂用高速搅拌机搅拌均匀后加入双螺杆冷拉挤出机组造粒，再用注塑机注塑出标准样条进行检测的办法分析比较加入β晶型成核剂后对聚丙烯性能的影响，结果发现在聚丙烯中加入β成核剂后，促进分子的结晶过程和加快结晶速度，使分子具有微晶结构，有利于PP产品的抗冲击强度、屈服强度、
2、热变形温度的提高。 [关键词]聚丙烯；β晶型成核剂；性能 [中图分类号]TQ325.1+4 [文献标识码]A [文章编号]1003-5095(2008）08-0019-03 聚丙烯属于结晶型树脂，结晶过程包括晶核生成和结晶生长两个阶段，其晶核的生成可以均相成核，也可以异相成核。均相成核是指处于无定型状态的聚丙烯熔体在冷却过程中链段所形成的有序区，当某些有序区超过临界尺寸稳定下来就形成晶核。这种自发成核方式获得的晶核数量少，结晶速率慢，球晶尺寸大，结晶度低。同时由于这种晶核在
3、较高温度下易被分子链的热运动所破坏，故只有在较低的温度下形成。异相成核是分子链依附于聚合物熔体中的“杂质”（聚合催化剂残留物、加入的成核剂和未溶化的微细结晶）表面进行有序排列形成晶核，它们可以在较高温度下成核结晶。这种方法可以提供更多的晶核，在球晶生长速率不变的情况下加快结晶速率、降低球晶尺寸、提高制品的结晶度和结晶温度[1]。 聚丙烯具有比重小，拉伸屈服强度、弯曲模量、硬度较高的优点，加之原料来源丰富，价格低廉，非常适合用来注射成型塑料制品。聚丙烯制品如果内部存在着很大球晶，造成聚丙烯的抗冲击强度很低，还会造成制品的后收缩现象严重，
4、严重影响聚丙烯树脂在注塑领域的使用，通过加入成核剂，使聚丙烯生成微晶结构，可以实现聚丙烯的高性能化。本文将主要讨论β晶型成核剂在聚丙烯中的应用。1 实验部分1.1 原料 聚丙烯：PP-XD-045,PP-XD-140，石家庄炼油厂；共聚聚丙烯：EP540S，韩国大林集团；NA5、NA6有机磷酸盐β晶型成核剂；TMP-5,山西省化工研究所；抗氧剂：B-215,天津市力生化工厂。1.2 设备 双螺杆挤出机,SJSH-60,长径比32∶1,石家庄市星烁实业公司；拉力试验机,WDT-W,承德精密试验机有限公司；简支梁冲击试验机,XJJ-5
5、0,承德市金建检测仪器有限公司；热变形微卡软化点仪,XRW-300,承德市金建检测仪器有限公司；熔体流动速率仪,XNR-400,承德市金建检测仪器有限公司；高速混合机,SHR-200A,张家港市昌达机械制造有限公司；注塑机,JX-1100A,宁波市金星塑料机械有限公司。1.3 方法1.3.1 选用熔融指数7以下和7以上两种均聚聚丙烯，选用一种共聚聚丙烯，分别加入β晶型成核剂和抗氧剂在高速混合机中混合。1.3.2 将混合好的物料加入双螺杆挤出机中造粒，加工温度205～210℃，螺杆转速220～230 r/min。1.4 性能测试 拉伸强
6、度、断裂伸长率按GB/T1040-92进行，选用Ⅰ型试样，拉伸速率为50mm/min；弯曲强度按GB1042-79进行，选用模塑材料大试样，速率为 50mm/min；缺口冲击强度按GB/T1043-93进行，选用第“3”种试样类型，“C”型缺口试样；热变形微卡软化点仪按GB1643(0.46MPa)进行，温升为 2℃/min。2 结果与讨论2.1 成核剂对结晶速率与结晶温度的影响 聚丙烯加入β成核剂后，能促进分子的结晶过程和加快结晶速度，使分子具有微晶结构，这样不但有利于提高产品的抗冲击强度、屈服强度、热变形温度，
7、而且对产品的外观及加工均有一定影响。加入成核剂使均聚聚丙烯的结晶温度大幅度提高，并且结晶峰较纯聚丙烯变得尖锐，可以证明成核剂成核效果明显[3]。通常以半结晶时间(t1/2)的倒数表示结晶速率，图1为纯PP和成核PP半结晶时间（t1/2）的倒数与结晶温度的关系，可以明显看出加入成核剂后结晶速率大大提高[4]。温度/℃图1成核剂对PP结晶速率与结晶温度的影响2.2 拉伸强度的影响 β成核剂对产品拉伸强度的影响见表1、表2。表1β成核剂的加入对产品（均聚聚丙烯）拉伸强度的影响 添加剂/% 拉伸强度/MPa 断裂伸长
8、率/% 无 34.2 160 0.2（PP熔融指数0～7） 33.5 430 0.2（PP熔融指数7
