下载文档原格式
成核剂对聚乙烯管材专用料的改性研究作者：李卓民宋科明李统一胡伦根翟志威来源：《中国科技博览》2015年第31期[摘要]本文主要研究了成核剂HPN-20E和NAA-3对管材专用料HDPE 3490LS力学性能影响。
研究发现两种成核剂均会降低材料的抗冲击性能，在摆锤实验中材料的冲击强度降低。
对于成核剂HPN-20E，当加入量为0%-2.5%时，材料的拉伸及弯曲性能有所下降，这是由于成核剂用量少时，材料的结晶度有所降低，材料的熔融热下降。
当成核剂用量达到一定程度时，材料的拉伸弯曲性能显著提高，达到峰值后继续提高成核剂用量将会造成材料各项性能的下降。
[关键词]成核剂；聚乙烯；结晶度；冲击强度；拉伸弯曲性能中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）31-0341-02前言管道专用料HDPE3490LS产于北欧化工，其具有优秀的抗紫外辐射，优良的耐快速裂纹扩展和慢速裂纹增长性能，经常将其运用于压力管道系统，例如饮用水和天然气管，压力排污及工业领域[1]。
但由于聚乙烯PE属于非完全结晶材料，它的结晶度很大程度上反映了材料的力学性能，因此研究成核剂对PE材料的性能影响也有重要意义[2]。
本研究使用了两种成核剂，型号分别为HPN-20E和NAA-3。
HPN-20E为美利肯公司生产的聚乙烯高效成核剂，应用于聚乙烯中可以调控聚乙烯结晶行为，降低聚乙烯线性热膨胀系数和收缩率，赋予聚乙烯均匀收缩特性和零部件良好的装配性；细化聚乙烯晶体尺寸，改善聚乙烯优异的刚韧平衡性；加速聚乙烯结晶，提高聚乙烯生产速度、产品性能[3]。
NAA-3是用于聚丙烯的高效增刚成核剂，具有优越的热稳定性、化学惰性、分散性。
它能提高材料的结晶温度和结晶速度，形成更小更均匀的球晶，从而提高制品的机械性能、光学性能和热学性能。
对于PP材料，加入NAA-3成核剂将有效提高制品的光泽度、刚性、弯曲模量及拉伸强度，并能改善制品的热变形温度和尺寸稳定性，缩短成型周期，提高生产效率[4]。
成核剂对PET结晶及力学性能影响的研究作者：余波来源：《科技风》2019年第26期摘要：聚对苯二甲酸类塑料（Polyethylene terephthalate，PET），是一种具备优良耐热性、电性能、耐候性、刚度和强度的综合性能较好的工程塑料材料，应用广泛，但是其自身的结晶速度较为缓慢，且效果不好，存在成型模温度高、周期长等缺点，从而限制了这种材料在工程领域的进一步发展应用。
影响PET结晶行为的因素有很多，本文以成核剂为主要影响因素，分析了成核剂对PET结晶行为及力学性能的影响，结果表明成核剂可以有效地提升PET 的结晶速率，促进其结晶。
关键词：成核剂;对苯二甲酸乙二醇酯;结晶;力学性能聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）早在1941年，有英国化学家Whinfield和D参考送通过逐步聚合的方法首次合成，1946年，由英国ICI公司申请了生产PET材料的专利，气候美国杜邦公司开始生产PET树脂用于纤维类产品的制造，直至六十年代，日本帝人公司采用新技术玻纤增强了PET，将PET推向工程塑料的舞台。
我国的PET产品开发历史较晚，80年代后才逐步引进国外的PET树脂合成装置，但主要用于化纤服装的生产，工程塑料应用较少。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）具有耐摩擦、耐老化、耐热、生产能耗少等优点，被广泛应用于工程塑料领域，但是结晶速率较慢，严重影响了PET在工程塑料领域内的应用于推广。
通过对聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子结构进行研究，发现结晶速率慢主要是由其分子链结构的特殊性导致的，其玻璃化转变时所需温度较高，成型的周期长。
因此提高PET结晶速率是一件十分有意义的事情。
而目前对于如何提升PET结晶速率的研究有很多，主要集中于温度、分子量、添加剂等因素，成核剂作为影响因素的研究也较少。
基于此，本文通过对苯二甲酸乙二醇酯的结晶过程影响因素进行分析，选取成核剂作为主要影响因素，分析了成核剂对PET结晶行为及力学性能的影响，以期为提高PET结晶效率，促进行业发展提供一定的理论指导。
17高密度聚乙烯（HDPE）具有优秀的抗紫外辐射，优良的耐快速裂纹扩展和慢速裂纹增长性能，可用于各类管道的生产，如给排水管、燃气管、工业用管、钢塑复合管等。
聚乙烯（PE）是半结晶聚合物，其结晶行为、结晶形态和球晶尺寸直接影响到聚乙烯制品的加工和应用性能。
本文通过分别加入两种不同类型的成核剂，研究不同类型成核剂以及用量对HDPE复合材料刚度、硬度和韧性的影响，为成核剂应用于HDPE的成型加工提供指导意见。
1 试验部分1.1 主要原材料PE：国内某牌号（注塑用HDPE）；增刚成核剂：国外某品牌，以“NU-1”表示；含有高效成核剂的HDPE成核母粒：国外某品牌，以“NU-2”表示。
1.2 制备工艺将成核剂按不同质量分数与HDPE树脂在开炼机中熔融共混7 min，再于平板硫化机中模压成型，冷却成型后用冲片机裁出各力学性能所需样品。
2 结果与讨论2.1 NU-1成核剂对PE材料力学性能的影响实验制备了一系列添加了不同质量分数（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）成核剂NU-1的HDPE 复合材料，并对其力学性能进行标准，研究成核剂用量对复合材料力学性能的影响规律。
NU-1 content (%)T e n s i l e s t r e n g t h a t y i e l d (M P a )23o C izod impact strength (MPa)图1 NU-1含量对材料拉伸屈服强度和冲击强度的影响从图1可以看出，NU-1能够提高HDPE材料的拉伸屈服强度，但是随着NU-1质量分数的增加，其对拉伸屈服强度的影响并没有显著增长。
当NU-1含量为0.3%时，HDPE材料的拉伸强度由23.38MPa提高至24.4 MPa，与未经过改性的材料相比，提高了3.4%；但是HDPE材料的常温冲击强度则发生了较大幅度的降低，当NU-1质量分数为0.3%时，HDPE材料的冲击强度降低至20.29 MPa，与未改性的HDPE材料相比降低了20.59%，当质量分数为0.5%时，HDPE材料的冲击强度降低至20.19 MPa，降低了21.0%。
一种高效酰胺类透明成核剂对聚丙烯性能的影响袁嘉晨;黎剑浩;于超;赵世成【期刊名称】《工程塑料应用》【年(卷),期】2024(52)5【摘要】研究了一种新型酰胺类成核剂,1,3,5-苯三甲酸三(新戊胺),对等规聚丙烯(iPP)性能的影响。
首先,对iPP光学和力学性能进行表征。
结果表明,该成核剂在较低的浓度下就展现了较高的成核效果,当添加量为0.3‰(质量分数,下同)时,iPP雾度降低了60.2%,弯曲弹性模量和拉伸强度分别提高了19.7%和13.7%,这说明该成核剂是一种高效的iPP透明成核剂。
其次,应用偏光显微镜和差示扫描量热仪分别对iPP晶体形貌和结晶行为进行了表征。
结果表明,纯iPP在30 min还未完成结晶过程,结晶速率较慢。
加入成核剂后,成核iPP在4 min左右就基本完成了结晶过程,结晶速率大大提高,同时球晶尺寸明显减小。
另外,成核剂使iPP结晶温度从121.1℃提高至130.0℃,熔融温度从164.1℃提高至165.8℃。
这进一步说明了该成核剂的高效。
最后,对纯iPP和成核iPP的等温结晶动力学进行研究,结果表明,该成核剂降低了iPP的Avrami指数n,说明其能够促进iPP的异相成核,从而加快结晶速率。
【总页数】7页(P159-165)【作者】袁嘉晨;黎剑浩;于超;赵世成【作者单位】华东理工大学化工学院;中海油化工与新材料科学研究院【正文语种】中文【中图分类】TQ325.14【相关文献】1.山梨醇类透明成核剂对均聚聚丙烯性能的影响2.NX8000K成核剂对等规聚丙烯透明改性及热性能的影响3.酰胺类成核剂对PP-B的β成核作用和力学性能影响4.纳米SiO2及硅溶胶成核剂对透明聚丙烯结构与性能的影响5.透明成核剂对无规共聚聚丙烯性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
成核剂改性熔喷i-PP 非织造布性能研究1、熔喷超细纤维形成机理成核剂简介及其改性熔喷i-PP 非织造布研究方法聚丙烯中的杂质会对其结晶过程产生明显的影响：有些杂质阻碍结晶，而另一些杂质促进结晶。
这些可以促进结晶的杂质在聚丙烯结晶的过程中起到晶核的作用。
成核剂正是这种可以促进结晶的杂质。
根据聚丙烯晶核形成方式的不同，聚丙烯晶核可以分为均相成核和异相成核。
成核剂在聚丙烯熔体冷却结晶的过程中作为异相成核点，增加了成核剂与聚丙烯基体的接触面积，使得聚丙烯熔体中的均相成核过程转变成异相成核过程。
成核剂作为聚丙烯熔体的外来相，可以降低聚丙烯晶胚形成的界面自由能以及成核活化能，使聚丙烯熔体顺利结晶；还可以诱导更多的聚烯烃分子进入晶格，提高聚丙烯的结晶度，加快结晶速度并减小晶粒尺寸。
已有的研究表明，一个优良的成核剂需要有以下几个特点：一是具有高于聚合物的熔点；二是与聚合物有良好的相容性；三是可以均匀地分散在聚合物中；四是晶体结构与聚合物类似；五是无毒害。
根据成核剂对i-PP 的不同晶型的提升作用，可以将成核剂分为α-晶型成核剂和β-晶型成核剂。
聚丙烯成核剂从化学结构上可以分为有机类和无机类。
有机类包括磷酸金属盐、羧酸金属盐、山梨醇衍生物、松香类以及高分子类型等；无机类中应用最多的是滑石粉、云母等。
根据前文的结论，熔喷i-PP 驻极体非织造布的相对结晶度的提高有利于其极化后过滤性能的提升。
因此，本文通过添加某硬脂酸盐类成核剂和松香成核剂改性熔喷i-PP 驻极体非织造布，研究其相对结晶度的变化，并分析对过滤性能的影响。
研究了两种成核剂在不同的浓度下形成的改性熔喷i-PP 驻极体非织造布的晶相结构和过滤效果的变化。
实验中所有的微型熔喷工艺条件分别为料桶温度220℃，料桶压力0.15MPa，热风温度200℃，热风压力0.2MPa，接收距离20cm，门幅20cm，往复次数2，平台移动速度1cm/s。
2、硬脂酸盐改性熔喷i-PP 驻极体非织造布晶相和过滤性能的研究硬脂酸盐类成核剂是洁白、轻质、滑腻、粉末状物质，不溶于水，熔点较高。
LLDPE膜料结构和性能对比李连鹏; 宋延安; 温坛; 王旭; 丁跃武; 王硕; 陈光岩【期刊名称】《《弹性体》》【年(卷),期】2019(029)005【总页数】4页(P46-49)【关键词】聚乙烯; 膜料; 结构和性能【作者】李连鹏; 宋延安; 温坛; 王旭; 丁跃武; 王硕; 陈光岩【作者单位】中国石油吉林石化公司研究院吉林吉林 132021; 中国石油吉林石化公司包装制品厂吉林吉林 132000; 中国石油吉林石化公司仓储中心吉林吉林 132022【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+2线型低密度聚乙烯(LLDPE)主链结构为线型，由于其加工性能和光泽度好于高密度聚乙烯(HDPE)，耐穿刺性、抗撕裂强度和耐环境应力开裂性等优于普通低密度聚乙烯(LDPE)，因此LLDPE在薄膜制造上有很大的优势，广泛地应用于农膜、包装袋和重载包装膜等薄膜制品领域[1-4]。
在我国，随着人们生活水平的提高，对LLDPE包装材料的功能和多样化要求提高，比如透光性、开口性、抗菌性和印刷性等方面。
树脂生产厂家通常通过添加功能性助剂包的方法，开发不同性能的LLDPE新牌号,细分膜料市场，使LLDPE树脂由通用性向功能性转变，由中低档向专用树脂方向发展。
例如，在农膜方面，吉林石化公司开发的高透明高强度棚膜专用料DFDA-7047TQ、大庆石化公司开发的DFDA-9047等，满足农膜对聚乙烯雾度和透光率的要求[5-8]；抚顺石化公司和兰州石化公司生产的不开口膜料DFDA-7042N，主要用于打托使之成为一个整体、防止货物移动、防雨、防尘、防盗等领域；吉林石化公司开发的DFDA-7042H、镇海炼化公司开发的DFDC-7050H、中沙(天津)石化公司开发的222WT等，该类产品属于高开口型LLDPE，主要用于高速自动包装膜，即通常在高速生产线上用来包装食品、杂志、纺织品、卫生用品等[9-10]。
本研究选取国内市场上熔融指数在2.0 g/(10 min)左右的三种典型LLDPE膜料，通过对其结构和性能的对比研究，为原料生产企业的工艺优化和膜料加工企业提供基础技术支持。
成核剂对聚丙烯结构和性能的影响研究的开题报告一、研究背景及意义聚丙烯是一种广泛应用的热塑性合成树脂，具有轻质、优良的化学稳定性、耐酸碱性能好、可加工性强等优点，在工业生产、特别是包装行业、建筑业、汽车工业等领域中得到广泛应用。
但是，由于其分子结构中只含有一个极性的双键，使得聚丙烯分子中没有极性基团，导致其特性较为单一，容易出现裂纹、环境脆化等问题。
因此，为了提高聚丙烯的性能表现，必须进行一定程度的改性处理。
其中之一便是添加成核剂，通过对聚丙烯结晶行为的影响，来改善其力学性能和热学性能，同时提高其加工性能和耐用性。
二、研究内容和方法本课题旨在研究不同成核剂对聚丙烯结构和性能的影响。
具体研究内容包括但不限于以下方面：1. 性能测试：对经过不同成核剂处理的聚丙烯样品进行力学性能测试、热学性能测试、加工性能测试等。
2. 微观结构分析：采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱分析等手段，分析聚丙烯的微观结构、成核剂分布情况等，并探寻成核剂对聚丙烯结构的影响。
3. 模型预测：建立聚丙烯/成核剂复合体系的相平衡热力学模型和结晶动力学模型，预测成核剂对聚丙烯相行为和形态的调控效应。
4. 研究方法：采用化学合成、物理测试、数值模拟等方法，针对成核剂的种类、用量、添加方式等因素进行系统研究，建立聚丙烯/成核剂复合材料的改性处理标准。
三、研究预期成果1. 实验研究：明确不同成核剂处理下，聚丙烯复合材料结构与性能的关联机制，并确定不同成核剂适应的适用范围。
2. 理论研究：提出一种基于热力学和动力学的聚丙烯/成核剂复合材料的相平衡模型和结晶动力学模型。
3. 改性处理方法：根据研究结果制定聚丙烯/成核剂复合材料的改性处理方法和标准，为该类材料的应用提供实用的指导。
四、研究计划和进度安排时间节点|任务内容-|-1-3月|文献调研，确定实验方案，购置实验原材料和设备4-6月|进行聚丙烯/成核剂复合材料的制备和性能测试7-9月|采用SEM、TEM、Raman光谱等手段对复合材料的微观结构进行分析10-12月|开展理论模型的建立和模拟预测，确定最优改性方案1-3月|总结成果，撰写研究报告和学术论文，准备开题答辩4月|答辩和修改五、参考文献：1. Haoran Li, Wenzhe Li, and Penghong Liang. (2019). Improvement of the Mechanical Properties of Polypropylene by β‑Nucleated Crystallization. Polymers, 11(9), 1427.2. Fengfeng Cai, and Guocai Zhang. (2016). Comparative Study of Core-Shell and Non-Core-Shell Nanoparticles as Nucleating Agents in Polypropylene. Polymers, 8(7), 245.3. Ayumu Shibata, Tadahiko Imanari, Toshiki Takahashi, et al. (2017). Nucleation of Polypropylene by Organic Nucleating Agents Bearing a Rigid Aromatic Group with a Pyridine Unit. Journal of Applied Polymer Science, 134(9), 44802.4. Yunfeng Hou, and Suying Wei. (2018). Development of Organic/Inorganic Hybrid Nucleating Agents and Their Application in Polypropylene. Polymers, 10(5), 518.6. Kan Zhang, Yefang Zhang, Chengxi Zhang, et al. (2019). Improving the Toughness of Polypropylene by Blending β-Nucleating Agent with Precipitated Calcium Carbonate. Polymers, 11(4), 740.。
