聚丙烯的透明改性

2003年第6期化學(xué)與生物工程聚丙烯的透明改性周愛(ài)軍劉長(cháng)生2胡海平3金煉鐵〔1.中國科學(xué)院等離子體物理研究所安徽合肥2300312.武漢化工學(xué)院材料學(xué)院湖北武漢4300733.湖北省化工研究設計院湖北武漢430073)摘要以聚丙烯粉料為研究對象以商品透眀成核劑和硬脂酸鈣以及抗氧劑1010等助劑為原料通過(guò)熔融共混法制備了透明聚丙烯。通過(guò)光透過(guò)率測試、X-射線(xiàn)衍射分析、偏光顯微鏡觀(guān)察、力學(xué)性能測試等手段對所得聚丙烯進(jìn)行了分析表征。結果表明隨著(zhù)成核劑的加λ聚丙烯透明性先增加而后下降最佳加λ量為0.25%誠核劑用量的增加球晶顆粒尺寸減小加入成核劑聚丙烯力學(xué)性能也明顯提高。關(guān)鍵詞服丙烯透明性;熔融共混成核劑中圖分類(lèi)號Q325.14文獻標識碼文章編號1672-5425(2003)6-0029-021前言2實(shí)驗聚丙爔PP)有機械性能好、無(wú)毒、相對密度低、2.1原材料耐熱、耐化學(xué)藥品、容易加工成型等優(yōu)良特性,且價(jià)格聚丙燉粉狀)QSHC100-1998九江石化透明低廉已成為五大通用合成樹(shù)脂中增長(cháng)速度最快、新產(chǎn)成核劑瘐脂酸鈣Cast)抗氧劑1010。8種成核劑如品最為活躍的品種下1“HB2002(對甲基DBS)2*HB2002改進(jìn)型含二PP屬部分結晶性樹(shù)脂在通常加工條件下由于甲基DBS),3HB2002+0.5%的四元醇,4HB2002其熔體的結皛速度相對較慢易形成較大的球晶故其+0.5%的含氮化合物5HB2002+0.4%的有機胺制品透光性差外觀(guān)缺乏美感使得P在透眀材料應6·混合型(含DBS和對甲基DBS),7"HB2002+用領(lǐng)域受到限制2。為了開(kāi)拓PP應用領(lǐng)域需對PP0.15%增白劑8美國進(jìn)口3988進(jìn)行增透改性。PP經(jīng)過(guò)透明改性后不僅可承襲其質(zhì)2.2實(shí)驗儀器輕、價(jià)廉、衛生、耐高溫、易加工成型等優(yōu)點(diǎn),且透明性SHJ同向平行雙螺杄混煉擠出機南京誠盟化工和表面光澤度可與其它一些透明樹(shù)服聚碳酸酯PC、機械有限公司微機控制拉力測試儀深圳市凱強機械聚苯乙烯門(mén)S等)相媲美,且透明改性的P性能更為有限公司XJ-5J簡(jiǎn)支梁沖擊測試儀承德實(shí)驗機有限突岀特別是其優(yōu)良的透明性和光澤度可與典型的透公司熱變形維卡軟化點(diǎn)溫度測試儀濟南天辰機器有明材料〔如PET、PVC、閃S等)相媲美。透明P還具限公司zHY-W型萬(wàn)能制樣機河北省承德實(shí)驗機廠(chǎng)有較高的熱變形溫度〔一般高于110℃,有的可達平板硫化機南京橡塑機械廠(chǎng)門(mén)721型分光光度計,四135℃以上)而PET、PVC、PS等材料的熱變形溫度低川儀表九廠(chǎng)于90℃性能價(jià)格比也優(yōu)于PC、PS、PET等因此透明2.3實(shí)驗方法561PP比PET、FS、PVC等具有更廣闊的應用范圍。近年聚丙烯粉料與成核劑等按照PP:成核劑:1010來(lái)在全球得到迅速發(fā)展,已被廣泛應用于對透明要求:Cast=100:0.25:0.3:1.0為基本配比,調整成較高的醫用器械、透明包裝、家庭用品等領(lǐng)域。核劑及用量。原料混合均勻后通過(guò)雙螺杄擠岀機熔目前P樹(shù)脂主要可通過(guò)以下3個(gè)途徑提高透明融共混擠岀造粒。在雙螺杄擠出機共混過(guò)程中,可以性?xún)棰俨捎帽旧砭哂袃?yōu)異透眀性的P產(chǎn)品——無(wú)規通過(guò)改變共混溫度、螺杄轉速等加工條件以獲得性能共聚物②用透眀改性劑(一種成核劑)如山梨糖優(yōu)良的原料。造粒后經(jīng)模壓制成片材。以1mm片醇生產(chǎn)的透明改性劑改性加入0.1%~0.4%透明改材用分光光度計比較其透明性;將模壓后的片材在性劑添加劑既能提高PP的透明性和剛性又可使熔CP25型糾∏以電子拉力機測試拉融范圍變寬3采用茂金屬催化劑生產(chǎn)的PP如果把伸性中國煤化工40-92標準在ZHYWPET的透明度定為100%那么茂金屬PP無(wú)規共聚物型萬(wàn)能同CNMHXL∠寬1.5mm、厚6mm的透明度可達96%3A]有缺口條狀樣品以XJ-5J簡(jiǎn)支梁沖擊試驗機測收稿日期2003-10-14作者簡(jiǎn)介凋愛(ài)軍1%65-)男湖北武漢市人副教授四川大學(xué)高分子合成與應用專(zhuān)業(yè)碩士主要從事聚合物合成共混及改性研究。周愛(ài)軍等聚丙烯的透明改性2003年第6期抗沖擊強度,參照GB1043-92標準維卡軟化溫度測3.2.2彎曲強度彎曲模量沖擊強度試參照GB1633-92。表3成核劑5"用量對透明聚丙烯彎曲和沖擊性能的影響Tab. Effect of the used amount of No 5 nucleating agent on3結果與討論3.1不同成核劑對透明聚丙烯物理性能的影響bend and impact properties of PP成核劑用量彎曲撓度彎曲強度彎曲模量沖擊強度3.1.1透光度MPa通過(guò)透光度測定8種成核劑的透光度大小順序45,08為5*>2*>1#>7*>8*>34>44>6“透光率最高為10.0410.0271.9%0.2511.0353,0221803.1.2拉伸性能沖擊強度表1不同成核劑的透明聚丙烯的力學(xué)性能由表3可以看出透明聚丙烯的彎曲強度和彎曲Tab 1 Effect of several kinds of nucleating agents on模量也有增加。透明聚丙烯的沖擊強度比空白聚丙烯mechanical properties of Pl成核劑序包屈服強度拉伸強度斷裂伸長(cháng)率拉伸模量沖擊強度大有提高。用量0.20%~0.30%性能較好,沖擊強度提高30%以上。36.9037.68134.5987.93.2.3維卡軟化點(diǎn)溫度150.220.5表4成核劑5用量對透明聚丙烯熱性能的影響14,1Tab. 4Effect of the used amount of No 5 nucleating agent36.8321.9l1031152on thermal property of P35.094788成核劑用量%0.150.200.250.30116維卡軟化點(diǎn)溫度/℃98.1100.299.7從表1可以得到無(wú)論是拉伸強度還是沖擊強度5成核劑都是比較好的。因此選擇5ˉ成核劑為透明聚由表4可以看出透明聚丙烯的維卡軟化點(diǎn)溫度也有提高。成核劑5“用量0.20%~0.25%時(shí),可獲得丙烯的透明助劑。較好的熱性能3.2成核劑用量對透明聚丙烯物理性能的影響3.2.1拉伸強度拉伸模量、斷裂伸長(cháng)率4結論表2成核劑5"用量對透明聚丙烯拉伸性能的影響采用5成核劑HB2002+0.4%的有機胺)可以制Tab. 2Effect of the used amount of No 5 nucleating agenton stretch properties of Pp備岀透明性較好的聚丙烯其透光率高達71.9%。且成核劑用量屈服強度拉伸強度斷裂伸長(cháng)率彈性模量成核劑用量以0.25%為宜。成核劑的加入可以改變其力學(xué)性能透明聚丙烯35.6935.89153.41025的拉伸強度提高達20%拉伸模量提高達20%沖擊0.1534.034.14345.310060.2035.4735.88強度增加達到30%慚裂伸長(cháng)率可以達到300%維卡327.5軟化點(diǎn)溫度也有不同程度的提高。35.7535.83149.51115參考文獻38.4538.63152.70,50[I]洪定一.塑料工業(yè)手刪(聚烯烴XM]北京北學(xué)工業(yè)出版社1994516由表2可以看出成核劑的加入使透明聚丙烯的[2]菌迎春聚丙烯透明劑的研制與應斯J中國望料20屈服強度、斷裂伸長(cháng)率、彈性模量都有不同程度的增加。成核劑5是一種可以促進(jìn)結晶的小分子物質(zhì),它328320[3]姜郁英譯.透明聚丙烯用新型成核劑J]國外塑料,995(13)在PP樹(shù)脂中起晶核的作用使原有的均相成核變成異【4]徐中國煤化工斗結晶度和力學(xué)性能的影響相成核增加結晶體系內晶核的數目使微晶的數目增「J中國CNMHG多球晶數目減少晶體尺寸變細,從而改善其物理性[5]揚倒J個(gè)動(dòng)劑,1998(5)12-13能改善光澤和增加透明度。成核劑用量對性能的影[6]李華透明聚丙綿制備與性能研究1料加工應用,1998響比較復雜ρ.25%時(shí)可獲得較好的綜合性能漒強度提(4)13(下轉第40頁(yè))高20%以上。李莉等蒙脫土固體超強酸催化合成異丙基萘2003年第6期分子離子峰為184的微量甲基異丙基萘或甲基正4)產(chǎn)品經(jīng)減壓精餾,可分離出純度大于99.9%丙基萘的異構體則是由于原料工業(yè)精萘中所含甲基萘的一異丙基萘、二異丙基萘和三異丙基萘,異丙基萘引入的。至于微量二取代異構體所產(chǎn)生的分子離子峰餾分的色譜-質(zhì)譜-計算機聯(lián)用檢測表明產(chǎn)物成分合理為212的個(gè)數與文獻報道6完全一致可靠參考文獻結論[I]薛之揚高晉生.二異丙基萘-生產(chǎn)無(wú)碳復寫(xiě)紙的新溶劑J]煤(1)用蒙脫土超強酸為催化劑用工業(yè)精禁和工業(yè)炭轉化19912X2):0-45精丙烯合成了異丙基萘系列產(chǎn)品制備過(guò)程具有無(wú)腐[】陳湖支希異丙泰系列導熱準的臺質(zhì)與性能蝕、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。[3]陳欣陳聲宗胡艾希等.二異丙基萘合成新工藝J]精細化工(2)在反應溫度為180℃、反應時(shí)間6h、丙烯的通19961x6)5456入量為60~80mL·min-的實(shí)驗條件下蒙脫土超強[4]強敏林惠珊柯昌美簿SO2--TiO2固體超強酸催化合成酸用量為萘質(zhì)量3%時(shí)對制備MIPN有利;為6%異丙基J]武漢科技大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版)2001244)374-3710%時(shí)對制備DPN有利;為15%時(shí)對制備TIPN有5]李連生等.粘士固體超強酸的合成與表征J]吉林大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)1995(5)8790利[ 6] Sturaro A, Parvoli G, et al. Gas chromatographic-mass spectrometric(3)在蒙脫土超強酸用量為萘質(zhì)量8%、反應時(shí)間 high-performance liquid chromatographic-UV and gas chromatographic fourier6h、丙烯的通入量為60~80mL·min-的實(shí)驗條件 transform IR responses to an industrial mixture of diisopropylnathalened[ J下反應溫度為130℃對制備的MPN有利為150℃時(shí) ournal of Chromatogr,19,68211對制備DPN有利;為180℃對制備TIPN有利。Synthesis of Isopropylnaphthalene over Montmorillonite Solid SuperacidLI Li QIANG Min', LIU Zhi-wei, LIN Hui-Shan, LIu Zhi-ping", WANG Hong-huai(1. Wuhan University of Science and Technology Wuhan 430081, China2. Wuhan Iron and Steel Company Wuhan 430082, ChinaAbstract :Montmorillonite solid superacid was used as catalyst in the alkylation of naphthalene by propylene to yieldisopropylnaphthalene. The process was simple lacking pollution and erosion. The main composition of product was conTIPN was separated by vacuum distillationdicated the product composition wasKeywords isopropylnaphthalene ,naphthalene propylene montmorillonite solid superacid上接第30頁(yè))Transparency Modification of polypropyleneZHOU Ai-jun, LIU Chang-sheng HU Hai-ping, JIN Lian-tie(1. Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences Hefei 230031, china2. Institute of Material Science and Engineering, Wuhan Chemical Technology Institute Wuhan 430073, China i3. Hubei Research and Design Institute of Chemical Industry Wuhan 430073 ChinaAbstract i n this paper clarified PP was prepared with PP powV凵中國煤化工nd calcium stearate andantioxidant 1010 by melt extrusion. PLM X-ray mechanical propertiCNMHGIe spectrometry investI-ated the crystalline morphology mechanical properties and light transmittance. The results show that clarified PP com-pared with pure PP has good transparency and gloss the other properties are improved also. A comprehensive propertyof clarified PP is superior to pure PPKeywords polypropylene transparency melt extrusion nucleating agent