聚丙烯成核剂的分类及应用

2.2、成核剂作用 、
缩短PP成型 缩短PP成型 PP 周期
增加PP的 增加 的 透明性
改进PP机 改进 机 械性能 聚丙烯制品
对热性能的 影响
没有成核剂时， 没有成核剂时，结晶 性高分子在熔融状态 冷却时生成结晶， 冷却时生成结晶，这 是自动结晶， 是自动结晶，这种球 晶不均匀、不完全， 晶不均匀、不完全， 因此受力时在球晶界 面之间的结晶部与非 结晶部、 结晶部、碎晶粒的空 隙处首先遭到破坏。 隙处首先遭到破坏。
加入成核剂时， 加入成核剂时，可 控制球晶的生长， 控制球晶的生长， 使晶核增多， 使晶核增多，结晶 更完善、 更完善、受力更均 匀，因此可以增进 聚合体的屈服强度， 聚合体的屈服强度， 冲击强度和表面强 度，提高聚丙烯的 机械性能。 机械性能。
成核剂主要作用之一就是改善 聚丙烯的透明性和表面光泽度。 聚丙烯的透明性和表面光泽度。 透明度好的制品必须满足结晶 度高、结晶取向整齐、 度高、结晶取向整齐、结晶的 尺寸要小于可见光的波长等要 求。为达到要求使聚丙烯的球 晶微细化， 晶微细化，添加成核剂是一种 极有竞争力的方法。 极有竞争力的方法。
聚丙烯成核剂的分类及应用
制作者:吴立梅 制作者 吴立梅 指导老师:于志英 指导老师 于志英
聚丙烯的立构规整性
主 要 任 务 有
聚丙烯的结晶
聚丙烯晶型 聚丙烯结晶过程
成核剂种类
标准型成核剂 透明型 增强型 改进PP机械性能 改进 机械性能
聚丙烯成核剂
成核剂作用
缩短PP成型周期 缩短 成型周期 增加PP的透明性 增加 的透明性 对热性能的影响
①标准型成 核剂
主要有无机成核剂和芳香族酸金属皂类。 主要有无机成核剂和芳香族酸金属皂类。 无机成核剂包括滑石粉、碳酸钙、二氧化硅等。 无机成核剂包括滑石粉、碳酸钙、二氧化硅等。
②透明型
主要有山梨醇类和松香类。 主要有山梨醇类和松香类。 提高聚丙烯的透明性、光泽度、热变形温度以及刚性， 提高聚丙烯的透明性、光泽度、热变形温度以及刚性， 使聚丙烯的结晶速率加快，成型加工周期缩短。 使聚丙烯的结晶速率加快，成型加工周期缩短。
β晶型 晶型
β晶型聚丙烯属六方晶系，只有在特定 晶型聚丙烯属六方晶系， 晶型聚丙烯属六方晶系 的结晶条件下或在β晶型成核剂诱发下 的结晶条件下或在 晶型成核剂诱发下 才能获得。 才能获得。
γ晶型 晶型
可以在降解过程中、 可以在降解过程中、低分子量和高压条件 下获得， 下获得，目前尚无有效的获得方法和明确 的实用价值。 的实用价值。
山西省化工研究院开发出了山梨 醇类成核剂TM系列产品 系列产品， 醇类成核剂 系列产品，湖北 省松滋市树脂所开发了第三代山 梨醇类成核剂SKC—3988，都 梨醇类成核剂 ， 已形成规模生产 。
日本旭电化公司的NA—10、 日本旭电化公司的 、 NA—11和NA—21为代表，其 为代表， 和 为代表 中NA—10、NA—11均得到美 、 均Байду номын сангаас到美 认可， 国FDA认可，在世界范围内被 认可 广泛批准用于与食品接触的包 装容器中。 装容器中。
主要有有机酸盐类。 主要有有机酸盐类。 ③增强型 显著提高聚丙烯透明性的同时， 显著提高聚丙烯透明性的同时，能明显改善其耐热性 和刚性。 和刚性。
美国肯塔基州的Nyacol Nano技术公 美国肯塔基州的 技术公 司新推出两个聚丙烯成核剂新牌号 NGS—1000、NGS—2000，该产品 、 ， 能控制聚丙烯成核， 能控制聚丙烯成核，提高聚丙烯结晶 温度，改善材料的弯曲模量、 温度，改善材料的弯曲模量、耐冲击 降低材料的雾度，抗粘连， 性，降低材料的雾度，抗粘连，改善 薄膜使用性能,得到综合性能极佳的 薄膜使用性能 得到综合性能极佳的 聚丙烯。 聚丙烯。
1.3、聚丙烯结晶过程 、
晶核
球晶
按照结晶过程是否存在异相晶核，成核方式可以分为： 按照结晶过程是否存在异相晶核，成核方式可以分为：
均相成核
异相成核
2、聚丙烯成核剂 、
2.1、成核剂种类 、 根据成核 剂自身结 构的不同 无 极 成 核 剂 有 机 成 核 剂 按照诱导聚丙 烯树脂的不同 结晶形态 α 晶 型 成 核 剂 β 晶 型 成 核 剂 按其用途
由于添加成核剂， 由于添加成核剂，聚丙 烯的结晶度提高， 烯的结晶度提高，加之 结晶组织的微细化，导 结晶组织的微细化， 致密度提高， 致密度提高，热变形温 度也有所提高， 度也有所提高，可在一 定程度上提高树脂的耐 热性。 热性
邹燕等采用熔融共混法分别制备了聚丙 滑石粉、 碳酸钙( 烯( PP) /滑石粉、PP / 碳酸钙 CaCO3) 滑石粉 复合材料。 复合材料。
美国Milliken公司 美国 公司Millad3988的第 的第 公司 三代山梨醇衍生物为代表， 三代山梨醇衍生物为代表，用于注 吹塑挤出薄膜等加工过程， 塑、吹塑挤出薄膜等加工过程，赋 予制品高透光性、 予制品高透光性、高力学性能和优 美的外观。 美的外观。
国内研制和开发该类成核 剂较为突出的单位是山西省化工 剂较为突出的单位是山西省化工 研究所、 研究所、北京化工大学和华东理 工大学。 工大学。 山西省化工研究所推出了 TMP系列芳基磷酸盐类成核剂， 系列芳基磷酸盐类成核剂， 系列芳基磷酸盐类成核剂 能显著提高聚丙烯的刚性和透明 完全没有异味。 性，完全没有异味。华东理工大 学联合化学反应工程研究所研制 了NA—9930T、NA—35等芳香 、 等芳香 杂环有机磷酸酯（ 杂环有机磷酸酯（盐）类成核剂。
标 准 型
透 明 型
增 强 型
α晶型成核剂诱导 晶型成核剂诱导 晶型成核剂 聚丙烯树脂以α晶 聚丙烯树脂以 晶 型成核。 型成核。具有增 刚、提高热变形 温度、抗蠕变、 温度、抗蠕变、 降低浊度、 降低浊度、提高 制品表面光泽度 等作用。 等作用。
β晶型成核剂诱导聚 晶型成核剂诱导聚 晶型成核剂 丙烯以β晶型结晶 晶型结晶。 丙烯以 晶型结晶。 它能同时提高聚丙 烯制品的抗冲击性 和热变形温度， 和热变形温度，还 赋予制品良好的多 孔结构， 孔结构，改善其透 气性、 气性、可印刷性等 性能。
1、聚丙烯结晶 、
1.1、聚丙烯的立构规整性 、
1.2、聚丙烯晶型 、
聚丙烯的晶型有α 聚丙烯的晶型有α、β、γ、δ和拟六方态5种。 和拟六方态5
α晶型 晶型
α晶型聚丙烯为单斜晶系，在通常的加工 晶型聚丙烯为单斜晶系， 晶型聚丙烯为单斜晶系 条件下， 条件下，由熔体自然冷却的均相结晶主 要为α晶型 晶型。 要为 晶型。