β晶型聚烯烃成核剂
华东理工大学科技成果——高性能聚丙烯成核剂的开发和应用
华东理工大学科技成果——高性能聚丙烯成核剂的
开发和应用
项目简介
开发了一系列高效聚丙烯成核剂以及相关的生产工艺，并应用所开发的高效成核剂开发了高性能聚丙烯专用料。
具体成果如下：（1）开发了具有非对称结构的山梨醇类聚丙烯透明成核剂，应用此类成核剂可以开发高透明聚丙烯专用料，可以应用在食品包装、日用品以及医用注射器等领域。
目前此类成核剂已经小批量生产。
（2）开发了制备有机磷酸盐类成核剂NA-40的一步法新工艺，将传统工艺中的三步反应集于一釜完成，工艺简单，产品的总收率达到86%，达到国际先进水平。
制备了纳米有机磷酸盐类成核剂，对聚丙烯的力学性能和光学性能都有比较明显的改善，具有良好的应用前景和经济价值。
纳米成核剂与市场未纳米化的同类产品相比，在达到相同改性效果时，成核剂的应用量可减少一半，具有较好的推广价值。
应用这类成核剂可以开发高透明、高刚性、高耐热的聚丙烯材料。
目前，此类成核剂已经批量生产（上海科塑高分子材料有限公司）。
（3）开发了一种新型高效羧酸金属盐类聚丙烯β晶型成核剂，结构属国内外首创，已经申请国家专利。
这种成核剂具有较高的成核效率和选择性，能够诱导聚丙烯产生高含量的β晶型，聚丙烯的抗冲击强度提高3-4倍，热变形温度提高10-15℃，解决了聚丙烯一直存在的抗冲击强度和热变形温度不能同时提高的矛盾，应用这种成核剂能够开发高抗冲高耐热的聚丙烯材料。
目前，此类成核剂目前处于中
试阶段。
所属领域：新材料
合作方式技术开发、专利（实施）许可。
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。
稀土类β晶型成核剂对聚丙烯性能的影响
关 键 词 ： 聚 丙烯 稀 土 类 ８成 核 剂 性 能 结 晶 形 态
Ｅ ｆｃ ｆＲａ ｅＥａ ｔ － ｏ ｍ ｃｅ ｔ ｇＡｇ ｎ ｎ ｆｅ ｔｏ ｒ — ｒｈ ＩＦ ｒ Ｎｕ ｌａｉ ｅ ｔ ￣ ｎ ｏ
现 代 塑 料 加 工 应 用
２ ０ ｌ ０ 年 第 ２ ２卷 第 ５期
・ ３３ ・
Ｍ （ＤＥＲＮ ＴＩ ） ＰＩＡＳ ＣＳ ＰＲ（ＣＥＳ Ｉ ） Ｓ ＮＧ ＮＤ ＡＰＰＩＩ Ａ ＣＡＴ１ ０ＮＳ
稀 土 类 ｐ晶 型 成 核 剂 对 聚 丙 烯 性 能 的 影 响
ｐ ｏ ｌ ｎｅ （ ｒ ｐｙ ｅ ＰＰ） ｗ ａ ｎｖ ｓ ｉ ａ ｅ ａ ｔ ｃ ｙ ｔ ｌ ｏｒ ｈｏ ｏ ｏ ｗ ａ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｅ ｂｙ ｓ ｉ ｅ ｔｇ ｔ ｄ， ｎｄ ｈｅ ｒ ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｇｙ ｆ ＰＰ ｓ ｈａ ａ ｔ ｒｚ ｄ
ｗｉ ｅ ａ ｌ ｒ ｙ ｄｉｆ ａ ｔ ｍｅ ｅ （ ＡＸＤ） ａ ｏ ａ ｉｉ ｉ ｈｔｍ ｉｒ ｃ ｐｅ （ ） Ｔｈｅ ｒ — ｄ ｎｇ ｅ Ｘ— ａ ｆ ｒ ｃ ｏ ｔ ｒ Ｗ ｎｄ ｐ ｌ ｒｚｎｇ ｌｇ ｃ ｏｓ ｏ ＰＩＭ ． ｅ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｘ 射线 衍 射 仪 （ ＡＸ 对 ８Ｐ 的结 晶 形 态 进 行 了 表征 。结 果 表 明 ， 着 成 核 剂 用 量 的增 加 ， 料 的 韧 性 提 高 ， 伸 强 度 降 Ｗ Ｄ） Ｐ 随 材 拉
低 ， 成 核 剂 含 量 为 ０ ４ （ 量 分 数 ） 冲 击 强 度 和硬 度 均 达 到最 大 值 。缺 口冲 击 断 面 形 貌 观 察 表 明 ， 一 定 范 围 内 ， 着 在 ． 质 时 在 随
二酰胺类β晶型成核剂研究应用进展
ｗａ ｕ ｓｓ ｍｍａｉ ｄｃｍｐｅ ｅ ｓ ｅｙａ ｄｔｅａ ｐｉ ｔ ｎ ｅｆｃｓｏ ｉｍｉｅｐｎ ｃ ａｉｇａ ｅ ｔ ｒ ｅ ｏ ｒｈ ｎ ｉ ｌ ｎ ｈ ｐ ｌ ａｉ ｆ ｔ ｆｄａ ｄ ｕ ｌ ｔ ｇ ｎｓ ｚ ｖ ｃ ｏ ｅ ｅ ｎ
ｍｉ ｄ ｗｉｈ ａ ｆ ｒ ｎ ｌ ａ ｉ ｇ ａ ｅ ｔｏｒｏ ｇ ｎｉ ｒ ｉ ｅ ｒ ｅ ｅ ｄ．Ａｔｌ ｓ ｔｉ ｕｇ ｓ ｘｅ ｔ ｏ ｍ ｕｃｅ ｔｎ ｇ ｎ ｒ ａ ｃｐｅ ｏｘ ｄ ｓｗｅ ｅ ｒ ｖｉｗｅ ａ ｔｉ ｓ ｓ ｇｅ — ｔ ｄ ｔ ｔ ｔ ｔ ｙ ｏ ｈｅ ｒ ｌ ｔｏ ｆ ｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｒ ｆ ｄ ａ ｄ ｕｃｅ ｔｎ ｇｅ ｔ ｎ ｒ ｐｅ — ｅ ｈａ ｈｅ ｓ ｕｄ ｎ ｔ ｅａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｔ ｕｃ ｕ ｅ ｏ ｉ ｍｉ ｅ ｎ ｌ ａ ｉ ｇ ａ ｎ ｓ ａ ｄ ｐ ｏ ｒ ｔｅ ｉｓ， ｎｕ ｌａ ｉ ｍｅ ｈ ｎｉｍｓ ａ ｃ ｍ ｂ ｎ ｔｏｎ ｒ ｅ ｗｉｈ ｏ ｈｅ ａ ｉｉ ｓ ｓ ｕｌ ｂ ｃ ｅ ｔｏｎ ｃ ａ ｓ ｎｄ ｏ ｉ ａ ｉ ｕｌｓ ｔ ｔ ｒ ｄｄ ｔｖｅ ｈｏ ｄ ｅ
现 代 塑 料 加 工 应 用
２０ １０年 第 ２２卷 第 ６期
Ｍ（ ＤＥ ） ＲＮ ＰｌＡＳＴＩ ＣＳ ＰＲ（ ＥＳＳ ＮＧ Ｉ ＡＮＤ ＡＰＰＩＩ ＣＡＴ１ ０ＮＳ
史建公 刘志坚 张敏宏 赵桂 良 石勤智 杨万泰。 赵丽梅 高超
（． 国石化催 化剂 北京 燕 山分公 司 ， １中 北京 ， ０４０２ １２０ ；．中 国石化 催化 剂分公 司 ， 京 ， ００ １ 北 １０１ ； ３北京 化工 大学 材料科 学与 工程学 院 ， 京 ， ００９４ ． 北 １０２ ；．中国石 化北京 燕 山分公 司树脂 应 用研究 所 ， 京 ， ０５０ 北 １２０ ）
稀土β成核剂改性聚丙烯的研究的开题报告
稀土β成核剂改性聚丙烯的研究的开题报告一、研究背景稀土β成核剂是目前应用最广泛的一类聚丙烯β晶核剂。
其主要作用是通过引入少量的稀土β成核剂，增加聚丙烯晶核密度、改善结晶形态、提高材料的性能稳定性。
本次研究旨在通过对稀土β成核剂改性聚丙烯的研究，深入探究其影响机理及性能优化方法，为材料加工及应用提供新的思路和方法。
二、研究内容1. 稀土β成核剂的制备和性质表征本研究将以Y2O3和La2(C2O4)3为原料，采用沉淀法制备稀土β成核剂，并对其物理化学性质进行表征，如晶型、晶体结构、晶体尺寸等。
2. 聚丙烯/稀土β成核剂复合材料的制备与性能测试将稀土β成核剂引入聚丙烯中，通过压延、注塑等方法制备成复合材料，并对其热性能、力学性能、结晶行为等方面的性能进行检测和分析，探究稀土β成核剂的作用机理和影响因素。
3. 稀土β成核剂对聚丙烯结晶行为的影响机理研究从微观角度出发，探究稀土β成核剂对聚丙烯结晶行为的影响机理，从晶体形态、晶核密度等方面进行分析，建立相应的性能优化模型。
4. 聚丙烯/稀土β成核剂复合材料的应用展望最后，结合复合材料的性能特点，探讨其在加工及应用领域中的潜在应用价值，并为相关领域的开发提供新的方向和思路。
三、研究意义本研究将深入探究稀土β成核剂改性聚丙烯的影响机理及性能优化方法，为新型高性能材料的开发提供新的思路和方法。
同时，通过对材料性能及应用领域的探究，为工业生产和应用提供参考，具有重要的理论意义和应用价值。
四、预期成果1. 稀土β成核剂的制备及性质表征；2. 聚丙烯/稀土β成核剂复合材料的制备及性能测试；3. 稀土β成核剂对聚丙烯结晶行为的影响机理研究；4. 聚丙烯/稀土β成核剂复合材料的应用展望。
β晶型成核剂的合成研发进展
效 的 晶型 成核 剂 必须具 备 两 点要 求 ：一 是 有较
高 的热 稳定 性 ， 聚丙烯 熔 融 温度 时本 身 不融 化 ； 在 二 是应 该与 聚丙烯 有 良好 的相 容性 。
将 产 品染成 玫瑰 色 ， 响产 品色泽 。 影
ｉ ｌｃ ｌ ． ｔ ｍｏｅ ｕ ａ ｓ ｒ
Ｋｅ ｗ ｒ ｓ１ ｆ ； ｕ ｌａ ｎ ｅ ｔｐ ｌ ｒｐ ｌｎ ；ｙ ｔｅｉ ｙ ｏ ｄ ： ｒ ｎ ｃ ｔ ｇａ ｎ； ｏ ｐｏｙｅ ｅ ｓｎ ｓ ３ｏ ｍ ｅｉ ｇ ｙ ｈ ｓ
口晶型 成核 剂 是一 种 可 以诱 导 聚 丙烯 产生 较
图 １ 喹 吖 啶 酮 的化 学 结 构 式
Ｆ ｇ １ Ｔ ｅ ｃ ｅ ｃ ｃ ｔ ｃ ｕ ｅ ｏ ｕｎ ｃ ｉｏ ｅ ｉ ． ｈ ｈ ｍｉ ａ ｌ ｒ ｔ ｒ ｆ ｉ ａ ｒ ｎ ｓｕ ｑ ｄ
１ 国外 Ｊ 晶型 成 核 剂 合 成 Ｅ ；
１９ ９ ５年 ， ｌ ｃｗ ｎ ｅ ｏ ａ ｎ ｓ等 闭 用 一 Ｗｏ ｓｈ ｅ ｇｒＪｈ ｎ ｅ ｆ 使
前 主要 的 晶型 成核 剂商 品 多为含 亚 酰胺 键 的化合 物 。
关 键词 晶型 成核 剂 聚 丙烯
Ｔ ｅＲ ｓａ ｃ ｎ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｈ －ｏｍ ｕ ｌａｉｇＡ ｅ ｔ ｈ ｅｅｒｈａ ｄＤｅｅｏ ｍｅｔ ｅ１ ｆｒ Ｎ ｃｅｔ ｇ ｎ ｏｔ ３ ｎ
Ｂ ａ ｉ Ｔ ａ ｉｎ － ｏ ｉｎＪｅ ｉｎＪａ ｇ ｂ
自从 ｋ ｕ ｉ 】 １ ６ ｒ 于 ９ ７年 发现 加入 晶型 染 ｎ
料 喹 吖 啶酮 （ 图 １ 可使 晶 型 聚丙 烯 转 化 为 见 ）
晶 型 以来 ，世界 上对 晶型成 核剂 的研 究 已经发 展了 ３ ０余 年 。最早 的 喹吖 啶酮 的缺 点 为分散 性较
成核剂
成核剂一.成核剂的定义根据结晶形态的不同一般分为α晶型成核剂和β晶型成核剂。
α晶型成核剂主要提高制品的透明性、表面光泽、刚性、热变形温度等，又有透明剂、增透剂、增刚剂之称。
目前市售种类多属此类，主要包括二叉山梨醇（dbs）及其衍生物、芳香基磷酸酯盐类，取代苯甲酸盐等，尤以dbs类成核透明剂的应用最为普通。
通常所说的成核剂是指α成核剂.按结构的不同,成核剂又可分为无机类、有机类和高分子类.例如无机类有滑石粉、云母、碳酸钙等,其粒径应小于可见光波长,否则会极大影响材料的透明度。
而β晶型成核剂旨在获得高β晶型含量的聚丙烯制品，优点为提高制品抗冲击性但不降低甚至提高制品的热变形温度，使抗冲击性和耐热变形性这矛盾的两个方面得到兼顾。
成核剂的品种及量的选择在高聚物结晶过程中起了结晶中心作用的外加物质称为成核剂.有人试验过成核剂在材料表面充分吸收结晶晶体从而降低了形成晶核所需的自由能成核剂可以加快高聚物结晶速度减少结晶速度对温度的依赖性制得结构均匀、尺寸稳定的制品。
成核剂是适用于聚乙烯、聚丙烯等不完全结晶塑料，透过改变树脂的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的新功能助剂。
近年来国内聚烯烃成核剂市场发展十分迅速，除下游改性塑料企业外，石化企业纷纷推出透明专用料，显示着国内聚烯烃成核剂市场已经形成。
燕山石化高新技术股份有限公司与山西省化工研究所合作建设的300公吨/年tm系列和tmb系列成核剂生产线，使国内成核剂生产技术与国外技术的差距大大缩小。
二、成核剂的常用种类成核剂（重要的是聚丙烯成核剂）从化学结构上主要可分为无机类和有机类两大类。
1、无机类：无机类成核剂主要有滑石粉、氧化钙、炭黑、碳酸钙、云母、无机颜料、高岭土及催化剂残渣等。
这些是最早开发的价格便宜且实用的成核剂，研究与应用得最多是滑石粉、云母等。
β晶型成核剂2,6-二(环戊基酰胺基)萘的合成
我 国于 ２ 纪 ８ ０世 Ｏ年 代初 就 开始 了 对 卢晶 型 成核 剂 的研 究 ，影 响 较 大 的有 中科 院 、上 海有 机
维普资讯
塑 料 助 剂
２０ ０６年第 ３期 （ 第 ５ 总 ７期 ）
晶型成核剂 ２ 一 （ ， 二 环戊基酰胺基 ） ６ 萘的合成
李卫红
（ 京燕 化 高新 催 化 剂有 限公 司 ， 京 ，１２ ０ ） 北 北 ０ ５０
摘 要 用 萘二 甲酸和环 戊胺合 成 了聚 丙烯 Ｂ晶型成核 剂 ２ ６ －（ｇ 基酰 胺基 ） ， 过正 交试验 ，－－ ｇ戊 萘 通
Ｌ Ｗ ｅ－ ｏ ｇ ｉ ｉｈ ｎ
（ｅｉｇＹ ｎ ｕ ｐ ｄｔｄＨ－ｅｈＣ ．Ｌｄ Ｂ ｉｎ ，０ ５０ Ｂｉｎ ａｈ ａＵ － ａ ｉｔ ．ｏ， ｔ， ｅ ｉｇ １２０ ） ｊ ｅ ｃ ｊ
Ａｂｔａｔ Ａ －ｏｍ ｎ ｃｅｔ ｇａ ｅ ｔ ，— ｉ（ ｃｏｅ ｔｌ ｒｏ ｙ ａ ｉｅ ａ ｈｈ ｌ ｅ Ｗ Ｓｓｎ ｅｉ ｄ ｓｒ ｃ： ｆ ｕ ｌ ｉ ｇｎ ６ ｄ ｃ ｌ ｎｙｃ ｂｎ ｌ ｍ ｎ ）ｎｐ ｔａｅ ａ ｙ ｔ ｓ ｅ ｒ ａｎ ２ ｙ ｐ ａ ｎ ｈ ｚ
ｈ ｓ ｔ ｅ ｉ ｓ
聚 丙 烯 是 一 种 产 量 大 ， 途 广， 用 价廉 易 得 的 通 用型 树脂 ， 可应 用 的领域 十分 广泛 。 近年 来 ， 聚丙 烯
广 泛关 注 。聚丙烯 树 脂 以型 成 核剂 ，通过 提 高聚 丙烯 的结 晶速度 并
ｍｅ ＇ ｂ ｎ ｉ ｇｍｏ ｕ ｕ ｓｇ ｅ ｔ ｒｔ ａ ｅ ｌｔ ｒ ｒｓｅ ｄ ｎ ｄ ｌ ｓ ｉ ｒ ａｅ ｎ ｔ ａｔ ． ｈ ｈ ｅ
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国内外动态
Β晶型聚烯烃成核剂
一种旨在提高聚丙烯注
塑制品抗冲性能和热变形温
度的Β晶型成核剂最近在山
西省化工研究所开发成功。
至此,该所已经形成TM和
TM B两大系列5个品种的
聚烯烃成核剂产品体系。
TM系列成核剂属Α晶型成核剂,包括TM1、TM2和TM3三个品种,旨在通过促进聚烯烃树脂的Α结晶达到提高制品透明性、刚性、热变形温度、抗拉温度、抗蠕变性
的目的,广泛应用于聚乙烯农膜、PP片材、板材、注塑制品等领域。
同时对超高分子量聚乙烯制品有增光、增亮,提高热变形温度之功效,目前已在国内二十多个省、市、自治区的130多家用户应用。
TM B系列成核剂能将聚丙烯树脂的Α晶型转变为Β晶型,使PP注塑制品的抗冲击强度提高6～7倍,热变形温度增加20℃,有效解决了橡胶增韧PP制品热变形温度下降的矛盾,是汽车保险杠、仪表盘、家电及办公机器用聚丙烯制品改性的有效途径。
TM B系列包括TM B4和TM B5两个品种,目前已在国内改性塑料科研和生产单位试用。
(王克智)
扬子石化公司开发成功精制C5新产品
扬子石化公司自1994年开发生产的C5轻烃燃料投放市场后,取得了较好的经济效益。
为了进一步开拓市场,满足市场需求,将C5轻烃进行精制,使C5中正戊烷和异戊烷总量控制在97%以上,可用作聚合物的发泡剂等。
目前,精制C5新产品已投入批量生产,各项质量指标达到要求,现已投入市场。
(郑宁来)
・国内信息・
只需2～3月即可降解塑料制品,有效处理白色污染的生物降解塑料制品技术在天津丹海股份有限公司开发成功。
该技术被中国环境标志委员会授于高科技证书,并确立其为全国生物降解制品示范工程。
国内对可降解塑料制品的需求将达到100万t a,该项技术的主要原料是成本低廉的玉米粉。
日前,天津石化公司三石化厂生产了含量大于99%的二乙二醇甲醚产品,填补了一项国内空白。
天津石化公司化纤厂生产的200t K36新品蓝切片,已用于“乐凯”胶片生产。
(王田军)
・国外信息・
日本关西涂料公司研制成功的新型涂料,是以聚丙烯酸锌为主要原料而制成的。
锌离子与海水中的钠离子等进行离子交换,可变成易溶性的盐类。
可通过改变聚合物的分子量,亲水性等而任意控制溶解速度。
该涂料经日本造船研究协会调查,认为安全可靠,经各海域试验表明,防污性能良好。
日本油脂公司决定大力开发医药,电子领域的新产品。
目前已在其千鸟油化学研究所建成一栋2045m2的实验及中控分析室并购进高档精密仪器。
研究人员将增加20%～30%。
在医药领域将开发高纯度聚乙二醇的衍生物。
该公司已开发了数十种药用改性剂,还将继续开发下世纪用于核糖核蛋白体的聚乙二醇磷脂。
在电子领域将开发光固化树脂单体,线路板用光刻胶及光纤用包皮等。
美国密执安州大学研制成功的碳化硅纤维是以分枝的聚甲基硅烷为主原料,
加入四乙烯基硅烷,在氩气中,
于60℃加热12～24h,先制成分枝的乙烯基硅烷化的聚
甲基硅烷,再加入(CH3)2SBH3,得到透明而易纺丝的碳化
硅纤维。
日本氮气公司与日本默克公司合资生产聚赖氨酸。
该产品采用发酵精制法,以L赖氨酸聚合而成。
主要用
于各种加工食品的防腐保鲜。
(沈鸿君) 1999年9月
精 细 石 油 化 工
SPEC I AL IT Y PETROCH E M I CAL S
第5期。