山梨糖醇类成核剂（TM-3）对聚丙烯(PP)性能的影响

来源：塑胶五金网发布时间：2008-01-02 15:45:04点击率：

   何敏1,2，鲁圣军1,2,张天水1,蒋冠森1(1．责州大学材料科学与冶金工程学院，贵州贵阳550003；2．国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳550014)作者简介：何敏(1966-)．女，工程师．研究方向：聚合物的结构与性能。
    摘要：本文采用山梨糖醇类成核~t(TM一3)时均聚PP作了增透处理，研究 TM一3用量对PP材料透明性、结晶性能以及力学性能的影响。研究结果表明在合适莳添加量下， I、M--3 明显提高均聚lPP的透明性结晶度以及力学性能。
    关键词：聚丙烯;山梨糖醇;成核剂;性能

    聚丙烯(PP)具有机械性能好、无毒、相对密度低、耐化学药品等优良特性，并且价格低廉，广泛应用于化工、建筑、轻工等工业部门。采用有机成核剂(二亚苄山梨醇及其衍生物类、有机磷酸盐类)以及无机纳米粒子成核剂(纳米SiO 、纳米TiO2等)对PP进行增透处理，可以制备具有优良透明性及力学性能的透明PP材料，与典型的透明材料如PET、PS、PVC等相比，透明PP具有热变形温度高、价格便宜等优点。本文采用山梨糖醇类成核剂(TM一3)对PP作了增透处理，研究了TM一3用量对透明PP材料透明性、结晶性能以及力学性能的影响。
    1 试验部分
    1．1主要原料
    均聚PP， I30S，新疆独山子石化公司生产。山梨糖醇成核剂(TM一3)，山西化工有限公司。
    1．2实验仪器及设备
    同向双螺杆混炼挤出造粒机，TSFAOA，南京瑞亚高聚物制备有限公司；注塑机，CJ8Om3V，震德塑料机械有限公司；液晶式摆锤冲击试验机，ZBC一4B，深圳市新三思计量技术有限公司；微机控制电子试验机，WdW —IOC，上海华龙测试仪器公司；光电雾度仪，WGW，上海精密科学仪器有限公司；DSC热分析仪，QIO，美国 rA公司；偏光显微镜，E4o0 POL，日本尼康公司。
     1，3样品制备
     将不同含量的成核剂与均聚PP(T30S)混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出、造粒。挤出机螺杆温度为：I区170℃ 、Ⅱ区175℃ 、III区180℃ 、1V185℃ 、V区190℃ 、Ⅵ区195℃ 、Ⅶ区200℃ 、Ⅷ 区215℃ 、机头温210℃ 。螺杆转速为200 r／min。将已造粒的PP在空气中敞开放置48 h后，放人烘箱在75℃下干燥2 h。用注塑机制成色板，厚度为2．35 mm。
     1．4性能测试
     雾度按GB／T2410—1980测试，悬臂梁冲击强度按GB／T1843—1993测试，拉伸强度按GB／T1040—1992测试，弯曲强度按GB／T9341—2000测试，DSC热分析仪测结晶温度的测定条件为：在氮气的气氛中，以l0℃／min的速度升温到250℃ ，保温5 min，以10℃／min的速度降温到室温。
     2 结果与讨论
     2．1对PP透明性的影响

     PP试样的雾度随成核剂TM 一3含量的变化规律见图1。从图中可以看出，随TM一3含量的增加，PP材料的雾度下降；当含量为0．45％时，雾度降至，达到了42．8％。当TM一3超过0．45％后，雾度反而增大。这是由于适当用量下，成核剂用量增加，则成核中心增多，PP结晶速率加快，晶粒数目增多，晶粒尺寸减小，使PP的雾度下降；成核剂用量过大，则在PP基体中易团聚，分散性差，而晶粒数目保持不变，致使光散射增大，雾度增加。
    2．2对结晶性的影响
    添加不同含量TM一3的均聚PP的DSC测试结果见表1。由表1可以看出，均聚PP加入成核剂 FM一3后，PP结晶温度升高，结品速度提高。加入TM一3后，PP的结晶度增大，随着TM一3的含量继续增大，量热法测得的PP的结晶度逐渐减小， FM一3加入量在0．35％后结晶度随TM一3的变化趋于平缓。

    2．3对冲击强度的影响
    添加不同含量TM一3的均聚PP冲击强度见图3。

    从图中可以看出，在添加量较低时，PP冲击强度随成核剂TM一3的加入明显提高，在添加量为0．1％时达到大值3．97 kJ／m ；添加量大于0．1％后，随着TM 一3加入量的增加，冲击强度略有下降；在添加量大于0．2％后，随着TM一3加入量的继续增加，PP冲击强度变化不大。这是由于PP冲击强度受晶粒尺寸及结晶度的影响较大，晶粒尺寸细化，PP的冲击强度提高；结晶度愈高，冲击强度愈小。加入TM一3后，在添加量较低时(小于0．I％ )，PP的冲击强度主要受
品粒细化的影响，导致加入TM一3的PP的冲击强度大大提高。随TM一3含量的继续提高，晶粒细化的变化不大，则PP的冲击强度TM一3加入量的增加而变化不大。
    2．4对拉伸强度的影响
    添加不同含量TM一3的均聚PP拉伸强度见图4。从图中可以看出，与添加量对PP冲击强度的影响相同，在添加量较低时，PP拉伸强度随成核剂TM一3的加入明显提高，在添加量为0．I％时达到大值35．4 MPa；在添加量大于0．1％后，随着TM一3加入量的增加，拉伸强度反而略有下降，这与PP的结晶度随TM一3的增大反而下降有关。

    3 结论
    山梨糖醇类成核剂(TM一3)能显著提高均聚PP的透明性、结晶度以及力学性能。当添加量为0．45％时，PP的雾度降至极小值42．8％；在添加量为O．15％时，PP的结晶度达到大值49．O％；在添加量为0．1％时，PP的冲击
强度达到大值3．97 kJ／m2、拉伸强度达到大值35．4MPa。

    参考文献
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