第八章成核改性剂.

材料添加剂化学 聚丙烯用成核剂的种类及性能 2 聚酯用成核剂 3 聚合物成核结晶机理 1 第八章成核改性剂 聚甲醛用成核剂 4 聚酰胺 尼龙 用成核剂 5 聚烯烃用成核剂发展方向 6 8 1聚合物成核结晶机理 1 2 聚合物成核结晶机理 异相成核结晶动力学 8 1 1聚合物成核结晶机理 8 1 2异相成核结晶动力学 描述聚合物结晶动力学一般应用阿夫拉米方程其数学表达式如下 式中 K为结晶常数 n为Avrami指数 t为时间 X为相对结晶度 8 1 2异相成核结晶动力学 对于异相结晶 方程推导如下 为与温度无关的常数 Ed为相界面活化能 为与临界晶核相关的一个常数 为聚合物的平衡熔点 T为温度 为相对结晶速率 为只依赖于温度的常数 A为球晶和液态聚合物的接触面积 N为单位体积内的成核数 8 1 2异相成核结晶动力学 r为球晶半径 为相对结晶度 为球晶的临界半径 v为球晶径向生长速率 t为结晶时间 为半结晶聚合物的普适参数 8 1 2异相成核结晶动力学 将式 8 2 式 8 3 式 8 4 式 8 5 代入 8 1 得到式 8 6 8 1 2异相成核结晶动力学 8 2聚丙烯用成核剂的种类及性能 1 2 晶型成核剂 晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响 3 4 晶型成核剂对聚丙烯微观形态的影响 晶型成核剂 8 2 1 晶型成核剂 8 2 1 1二亚苄基山梨醇及其衍生物类成核剂山梨醇缩醛成核剂的结构通式如下 8 2 1 晶型成核剂 8 2 1 晶型成核剂 8 2 1 2有机磷酸 酯 盐类成核剂该类成核剂可分为四大类 其结构通式如下 8 2 1 晶型成核剂 8 2 1 2有机磷酸 酯 盐类成核剂 8 2 1 晶型成核剂 8 2 1 3高分子类成核剂 聚烯烃加工中采用高分子类成核剂的报道不多 用作成核剂的高分子一般具有分子量高 熔点高的特点 这类成核剂不仅可在加工过程中作为添加剂使用 也可以在聚合过程中使用 以有效地提高分散效果 8 2 2 晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响 8 2 2 1 晶型成核剂对聚丙烯力学性能的影响 8 2 2 晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响 8 2 2 1 晶型成核剂对聚丙烯力学性能的影响 8 2 2 晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响 8 2 2 2 晶型成核剂对聚丙烯雾度的影响 8 2 2 晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响 8 2 2 3 晶型成核剂对聚丙烯热变形温度的影响 8 2 2 晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响 8 2 2 4 晶型成核剂对聚丙烯结晶温度和成型周期的影响 8 2 2 晶型成核剂对聚丙烯宏观性能的影响 8 2 2 4 晶型成核剂对聚丙烯结晶温度和成型周期的影响 8 2 3 晶型成核剂对聚丙烯微观形态的影响 8 2 4 晶型成核剂 8 2 4 晶型成核剂 8 2 4 晶型成核剂 8 2 4 晶型成核剂 8 2 4 1无机化合物 晶型成核剂常用的无机类成核剂有低熔点金属粉末 金属氧化物 无机盐类等 其缺点主要是容易和聚丙烯产生两相 缺乏亲和力 导致PP性能降低 影响透明性 使PP的应用受到了限制 加之许多常见无机化合物易潮解 吸湿或加热时易升华 分解 这使它们不适宜作成核剂 8 2 4 晶型成核剂 8 2 4 2有机类 晶型成核剂 1 稠环芳烃类 染料 颜料类 2 有机羧酸及其盐类 3 酰胺类成核剂成核剂的化学结构与成核剂的成核效果之间的关系表见教材P133 8 3聚酯用成核剂 聚酯 PET 具有抗皱 防溶剂 抗疲劳 高韧性等优良性能 增塑剂对PET的结晶有促进作用 8 4聚甲醛用成核剂 聚甲醛 POM 是一种无支链的线型高结晶型聚合物 具有均衡的综合性能 常用于聚甲醛的成核剂品种有氮化硼 高级环氧烷 高级醇酯 草酸二酰胺 偶氮二羧酸酰胺 羟苯甲基 酰脲 S 三嗪 它的用量一般在0 2 3 0 左右 无机类用量小于有机类的成核剂用量 8 5聚酰胺 尼龙 用成核剂 聚甲尼龙的主要品种有尼龙6和尼龙1010 是一类优良的工程塑料 具有很好的力学强度 耐磨性 自润滑性和耐腐蚀性等优良性能 在尼龙的实际加工中一般加入适量纤维增强 改善制品的应用性能 这样得到的制品结晶结构更加有序 有组织性 目前 人们较多地研究利用成核剂来改性经纤维增强的尼龙 提高其应用性能 扩大应用范围 开发用于尼龙体系的性能更优良的高分子成核剂是一个较好的研究发展方向 8 6聚烯烃用成核剂发展方向