浅谈卤素吸收剂对*成核pp的影响

【资料简介】

  硬脂酸钙（CaSt）~11合成水滑石DHT-4A均使*在聚丙烯（PP）中的成核作用降低，但CaSt使成核PP性能下降更为明显，添加质量分数为0．05％ 的CaSt使PP的屈服拉伸强度、弯曲模量和结晶温度分别下降5．3％，l1％ 和5．3℃。而在同样添加量时，DHT_-4A对*成核PP性能的影响不明显。因此，用*作成核剂时，卤素吸收剂应选用DHT-4A，可以提高成核PP的综合性能。

    聚丙烯（PP）密度小，无毒，可回收使用，有良好的综合物理性能，用途广泛。PP是半结晶型聚合物．加工过程中熔体结晶速率较慢，易形成大的球晶。影响制品的力学性能。加入成核剂是一种常用的提高PP综合性能的手段，它能使球晶尺寸微细化，并提高结晶度，使PP的刚性得以提高。同时成核作用还使PP的结晶温度大幅度提高．结晶速率加快，在加工过程中缩短成型周期，提高生产效率。*是一种常用的有机羧酸盐类成核剂。本工作研究了*对PP力学性能及结晶性能的影响以及卤素吸收剂硬脂酸钙（CaSt）和合成水滑石对*成核作用的影响。

    1 实验部分

    1．1 原料

    PP，T30S，粉料，中国石化股份天津分公司烯烃部生产；*，天津塘沽东大化工有限公司生产；CaSt，意大利FACI公司新加坡分厂生产；合成水滑石，DHT-4A，平均粒径小于1 m，日本协和化学工业株式会社生产。

    1．2 仪器与设备

    Instron公司生产；MF1O0型注塑机。意大利MetalFluid Engineering公司生产；DSC7型差示扫描量热仪，美国Perkin Elmer公司生产；DLMP型偏光显微镜，德国Leica公司生产。

    1．3 试样制备及性能测试

    按配方称取各组分，在高速搅拌机中混合均匀后于200—24O oI=下挤出造粒．粒料干燥后在230 oI=下注塑成标准试样。拉伸性能按 ASTM D638- 1998测试；弯曲性能按ASTM D 790-1998测试：悬臂梁冲击强度按AsTM D 256-1998测试；差示扫描量热法（DSC）分析在流量为50 mUmin的氮气气氛、10~C／rain的升降温速率下测试：偏光显微镜观测在试样经熔融再以1O oC／min降温结晶后进行。

    2 结果与讨论

    2．1 *对PP性能的影响

    2．1．1 力学性能

    加入*后,PP的屈服拉伸强度和弯曲模量均有大幅度提高．但在*的质量分数大于0．2％ 时提升幅度减缓：在*的质量分数为0． 5％ 时屈服拉伸强度和弯曲模量提高幅度分别达到15％ 和38％。这主要是由于*是Ot晶型成核剂。它的加入使PP球晶增多，球晶尺寸变小，结晶度提高，从而使PP的刚性提高。

    2．1．2 结晶性能

    *的加入使PP的结晶温度显著提高．其质量分数大于0．2％ 后，PP结晶温度提升幅度均超过20℃结晶温度的提高有利于缩短产品成型周期，提高生产效率。熔融热焓也有较大的提高，表明成核剂的加入产生大量的异相晶核．加快了结晶的速度，增加了结晶的完善程度，提高了PP的结晶度，从而使PP 刚性增强。相比之下，熔融温度变化不大，从其他类似的研究中也发现这一点。

   2．2 卤素吸收剂对*成核作用的影响

    CaSt、硬脂酸钠等卤素吸收剂对*的成核作用有影响，使其结晶温度降低。CaSt是PPzui常用的卤素吸收剂，用于中和聚合物中的残留氯。 DHT-4A是一种新型卤素吸收剂。为了研究CaSt和DHT．4A对*成核作用的影响，固定*的质量分数为0．2％．选定w（CaSt）和 W（DHT-4A1分别为0，0．01％，0．02％，0．05％ ，0．10％ ，0．20％，分别记为 0#，1# ，2# ，3# ， 4#， 5# 。按配方造粒后做物理性能测试、DSC分析及偏光显微镜观察。

    2．2．1 对力学性能的影响

    可以看出，CaSt与DHT-4A均对*成核PP的力学性能造成负面影响，使PP的屈服拉伸强度和弯曲模量均比只加*的试样有所下降，特别是w（CaSt）达到0．05％ （PP中卤素吸收剂的常规添加量）后，PP的屈服拉伸强度和弯曲模量分别下降了5．3％ 和ll％，w（CaSt） 达到0．20％ 时 PP力学性能已接近于未加成核剂的纯PP水平。相比之下，DHT A对力学性能的影响小很多，在w（DHT--4A）为0．05％  时，对PP的屈服拉伸强度和弯曲模量影响不大，但w（DHT一4A）超过0．10％ 以后，*成核PP的屈服拉伸强度和弯曲模量都有较大变化。

    2.2．2 对结晶性能的影响

    随着卤素吸收剂含量的增加，结晶温度下降，但DHT-4A作用的下降幅度比CaSt小，在w（DHT一4A）为0．05％ 时（PP中卤素吸收剂的常规添加量），结晶温度比只加*而无卤素吸收剂的试样下降1．8℃ ，而CaSt则使下降了5-3℃。熔融热焓也呈下降趋势，表明结晶度也降低了。结晶度降低造成了成核PP的屈服拉伸强度和弯曲模量下降，而熔融温度的变化并不明显。

    2．2.3 对球晶尺寸的影响

    成核剂的加入使PP球晶尺寸减小，结晶细密。可以看出，纯PP球晶粗大：加入质量分数为0．2％ 的*而不加任何卤素吸收剂．球晶明显变小，结晶细密；

    3 结论

    a）成核剂*的加入使PP的球晶尺寸减小，结晶细密，结晶温度和结晶度提高，屈服拉伸强度和弯曲模量均提高。

    b）加入CaSt、DHT--4A等卤素吸收剂对*成核作用有负面影响，使PP力学性能、结晶度和结晶温度降低，球晶粗化。相比之下。DHT-4A的影响比CaSt小很多。因此．在以*作为PP的成核剂时。选用DHT-4A为卤素吸收剂。可达到*效果。