基于NA-11的复配成核剂对聚丙烯性能的影响

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于NA-11的复配成核剂对聚丙烯性能的影响论文作者：任娜学生类别：全日制学科门类：工科学科专业：应用化学指导教师：李效军职称：教授2016年5月DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofAppliedChemistryEffectsofcompositenucleatingagentsbasedonNA-11onthepropertiesofpolypropylenebyRenNaSupervisor:Prof.Li

2、XiaojunMay2016摘要本文采用熔融共混法对成核剂改性聚丙烯进行了研究。以2,2’-亚甲基-双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠(NA-11)为基础成核剂，与无机成核剂滑石粉(talc)、有机成核剂双环[2,2,1]-庚烷-2,3-二羧酸钠(NA-CA)及对叔丁基苯甲酸羟基铝(Al-PTBBA)分别进行复配，研究复配成核剂对聚丙烯的改性效果。文中采用力学性能测试、X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、偏光显微镜(PLM)和热失重(TG)方法分析探讨了复配成核剂对聚丙烯共混体系的力学性能、结晶形态和微观结构的影响。研究发现，不同配方的复配成核剂对聚

3、丙烯性能的改善效果相差较大。NA-11与talc复配的成核剂(NTs)改性的聚丙烯体系(iPP/NTs)中，talc的加入提高了NA-11的成核效率。iPP/NTs体系的力学性能、热稳定性均优于iPP/NA-11体系。成核剂的含量为0.4wt%时，iPP/NTs-1、iPP/NTs-2、iPP/NTs-3体系的屈服强度较iPP/NA-11体系分别提高了3.3%、2.5%和5.9%，弹性模量分别提高了4.6%、5.8%和11.0%；iPP/NTs-1、iPP/NTs-3体系的弯曲模量较iPP/NA-11体系分别提高了11.0%和13.4%，弯曲强度分别提高了6.3%和

4、10.9%。成核剂的含量为0.4wt%时，iPP/NTs-1体系的熔融温度较iPP/NA-11体系的熔融温度提高了1.4oC，但结晶温度一致。TG数据显示，成核剂的加入提高了聚丙烯的热稳定性，且分解速度减慢，iPP/NTs-3体系的起始分解温度较iPP/NA-11体系的起始分解温度提高了10oC。FTIR的结果表明，聚丙烯性能的改变只是发生在聚丙烯与成核剂之间的物理作用，成核剂没有改变聚丙烯的结构特征，也没有与聚丙烯之间发生任何化学反应。综上所述，NA-11与talc的复配成核剂是有效的聚丙烯成核剂，并表现出良好的协同效应，在力学性能和热稳定性上取得了新突破。NA-

5、11与NA-CA复配成核剂(NAs)对聚丙烯的改性实验结果表明，NA-CA的粒径越小，复配成核剂对聚丙烯力学性能的提高幅度越大。成核剂含量为0.4wt%时，iPP/NAs体系的屈服强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量较iPP/NA-11体系分别提高了9.9%、18.8%、13.1%和8.2%。iPP/NAs体系的结晶温度较iPP/NA-11体系提高了4.1oC，结晶度比聚丙烯提高了8.8%。TG和FTIR分析表明，iPP/NAs-2体系的起始分解温度较iPP/NA-11体系的起始分解温度提高20oC，且成核剂与聚丙烯之间没有发生反应。综合分析，NA-11与NA-CA的

6、复配对改善聚丙烯的力学性能、结晶性能和热稳定性具有协同效应。NA-11与Al-PTBBA复配成核剂(NPs)的实验结果表明，成核剂的含量为I0.4wt%时，NPs在iPP/NPs体系中，在屈服强度和弯曲模量上，有一定的协同效应；而在弹性模量和弯曲强度性能上，没有协同效应。iPP/NPs-1体系的冲击强度比聚丙烯的冲击强度提高了10.0%，具有增韧效果。TG与FTIR结果分析，iPP/NPs-1、iPP/NPs-2体系的起始分解温度较iPP/NA-11体系的起始分解温度提高了16oC和25oC，说明NPs在iPP/NPs体系中，在热稳定性方面有较大提高，有较好的协同效

7、应。综上所述，复配组分并不完全表现出一致的协同效应，但可以用来增加聚丙烯的韧性、改进屈服强度和弯曲模量、提高热稳定性。关键词：聚丙烯，成核剂，复配成核剂，协同效应，结晶行为，力学性能IIABSTRACTInthispaper,thepropertiesofmeltblendingpolypropyleneandthenucleatingagentswerestudied.Thisresearchismainlybasedonsodium2,2'-methylene-bis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphate(NA-11).Ino