成核剂对PET结晶行为的影响

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1、成核剂对PET结晶行为的影响及玻纤增强PET的研究作者：张广成1史学涛1项士新1顾军渭1　　　来源：改性塑料通讯　　时间：2006-2-24 前言聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是1953年由Dupont公司最早实现工业化的线性热塑性聚合物，它在较宽的温度范围内能够保持优良的物理性能和力学性能，耐疲劳性、耐摩擦性、耐老化性优异，电绝缘性突出，对大多数有机溶剂和无机酸稳定，且生产能耗低，加工性良好，是性价比最高的五大通用工程塑料之一，目前主要用作纤维，薄膜和吹瓶，其中纤维占55%，薄膜占25%，吹瓶和片材占19%，用于工程塑料的比例小于1%。PET作为工程塑料使用的主要问题是：玻璃化温度高，成核困

2、难，结晶速率慢，加工模温高，成型周期长以及力学性能和耐热性能低等原因，在很长的一段时间内被认为不适宜作为工程塑料使用，但这种观点逐渐被技术的进步所打破。PET作为工程塑料的发展历史可以划分为四个阶段：第一阶段，1966年，日本帝人公司首先将玻纤增强PET工业化生产，牌号为“FR—PET”，此外还有荷兰AKZO公司的“ARNIFE”等牌号。此阶段主要为玻纤增强PET，模温在130℃以上；第二阶段，1979年东洋纺织公司将添加成核剂的玻纤增强PET工业化，1980年杜邦将RynitePET工业化，此后三菱化成，旭化成，可乐丽等公司产品相继上市，此阶段结晶成核剂的研究开发成功，并用于玻纤增强PET中

3、，模具温度降低到90℃；第三阶段，1986年东洋纺织公司研制了与PBT具有同等成型工艺性的PET工程塑料系列产品，同时使用了结晶成核剂以及结晶促进剂，模具温度下降到了70℃左右；第四阶段，1988年杜邦公司开发出超韧PETRYNITESST，进一步提高冲击强度，伸长率，研究方向为高冲击、阻燃PET工程塑料以及PET合金。在国内，PET工程塑料工业化的研究基本处于探索性阶段，实现工业化的厂家也只有上海涤纶厂、北京化工研究院等少数几家单位，并且生产规模小、品种少。针对PET在性价比上具有很好的优势，目前树脂价格普遍高涨的形式，以及国内PET工程塑料市场主要被国外大型公司控制的局面，进一步开发PET

4、工程塑料的制备技术与市场，非常有必要，也很迫切。PET工程化的关键问题是改善其结晶能力并进行增强，其中添加成核剂是提高结晶速率最常用和最为有效的方法，采用玻璃纤维增强是提高力学性能和耐热性能的基本方法，因此本文选择了小分子类成核剂苯甲酸钠、氧化锌、滑石粉、碳酸钠、硫酸钡、硬脂酸镁，高分子类成核剂杜邦Surlyn以及自制的复合成核体系，对添加成核剂前后的复合体系结晶行为进行比较研究，选择出优异的成核体系，并且对添加复合成核体系后玻纤增强PET进行了工程化研究，制备出了力学性能和耐热性能十分优异的PET工程塑料，其性能与进口材料接近，具有十分重要的理论和工程应用价值。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

5、是1953年由Dupont公司最早实现工业化的线性热塑性聚合物，PET在较宽的温度范围内能够保持优良的物理性能和力学性能，它的耐疲劳性、耐摩擦性优良，耐老化性优异，电绝缘性突出，对大多数有   机溶剂和无机酸稳定，而且生产能耗很低，加工性良好，因而一直被广泛用于纤维、包装瓶和薄膜。由于PET存在成核困难、结晶速率缓慢、成型模具温度高以及成型周期长的缺点，使其在工程塑料领域中的应用受到限制。   在PET的工程化改性研究中杜邦、帝人等公司先后通过添加玻璃纤维、成核剂、成核促进剂成功开发出了结晶速度快、注塑模温低的改性PET工程塑料，并形成了一系列工业化产品。而在国内，PET工程塑料的工业化研究仍

6、然处于探索性阶段，实现工业化的厂家也只有上海涤纶厂、北京化工研究院等几家，并且生产规模小、品种规格不多。因此，研究和开发PET工程塑料具有重要的理论意义和应用价值。   PET作为工程塑料的关键技术是提高结晶速率，添加成核剂是提高结晶速率最常用和最为有效的方法。本文采用TAInstrument．2910型DSC差式扫描量热仪对7种成核剂和4种复合成核剂添加到PET树脂后的结晶行为进行了分析研究，采用Nikon．E40OPOL热台偏光显微镜(POM)对PET树脂添加成核剂前后的结晶形貌进行了对比研究。前在国内，由于PET工程塑料的工业化研究仍然处于探索性阶段，实现工业化的厂家不多，仅有几家，像上

7、海涤纶厂、北京化工研究院等几家，况且这些厂家的生产规模比较小、品种规格并不是很齐全。杜邦、帝人等公司在PET的工程化改性研究中先后通过添加玻璃纤维、成核剂、成核促进剂成功开发出了结晶速度快、注塑模温低的改性PET工程塑料。建议用美国杜邦的“沙林”系列EAA金属盐（Na+，Zn2+）化合物，它是主要用于PET的改性产品成核上。利用差示扫描量热仪(DSC)研究了碳酸钙、滑石粉等无机填料对PET等温和非