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成核剂对煤基聚丙烯性能影响研究孟永智;田广华;焦旗;王健【摘要】研究了两种成核剂的用量及复配添加对聚丙烯性能的影响.结果表明:庚二酸钙类成核剂(XK-9)对聚丙烯具有很好的增韧效果,添加质量分数0.10％时聚丙烯的冲击强度提高了216％,但是刚性略有下降;苯环羧酸铝类成核剂(XK-10)能够有效提高聚丙烯的刚性,但是其韧性有所降低,添加质量分数0.20％时,拉伸屈服强度提高了19.4％,拉伸断裂强度降低了35.5％;两种成核剂复配添加可以提高聚丙烯的刚性和韧性,成核剂XK-9/XK-10按照0.05％/0.10％复配时,聚丙烯拉伸屈服强度提高了5.8％、拉伸断裂强度提高了9.9％.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2018(030)006【总页数】4页(P35-38)【关键词】聚丙烯;成核剂;熔融结晶;力学性能【作者】孟永智;田广华;焦旗;王健【作者单位】神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油化工研发中心,宁夏银川,750411;神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油化工研发中心,宁夏银川,750411;神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油化工研发中心,宁夏银川,750411;神华宁夏煤业集团有限责任公司烯烃一分公司,宁夏银川,750411【正文语种】中文聚丙烯是一种半结晶型聚合物,其结晶形态有α,β,γ,δ和拟六方5种晶型[1-3]。
在聚丙烯中添加成核剂改变结晶性能是一种常用的聚丙烯改性方法[4],成核剂能够在聚丙烯结晶过程中作为晶核,提高结晶温度、结晶速率和结晶度,细化晶粒,从而改善其力学性能、耐热性能、光学性能和加工性能等[5]。
传统的聚丙烯生产原料是石油,近年来,随着国际局势的变化和世界石油资源的日益减少,煤基聚丙烯得以快速发展[6]。
与石油基聚丙烯技术相比,煤基丙烯原料生产工艺过程较为清洁,工艺气中不含有毒有害物质[7]。
因此,煤基丙烯中不含影响催化剂活性和定向能力的不饱和炔类、二烯类物质,有利于提高聚合活性和立构规整性,在相同的聚合条件下,制备的聚丙烯产品具有相对分子质量较大,相对分子质量分布较窄的特点。
聚丙烯(PP)用成核剂及其对聚丙烯性能的影响介绍摘要：介绍了聚丙烯㈣的结晶过程，PP分子的晶体结构对其性能的影响以及成核剂的分类，如二苄又山梨醇衍生物、有机磷酸盐、烷基羧酸盐、松香。
综述了成核剂对PP的等温结晶行为、熔融特性、力学性能、耐老化性能、光学性能及加工性能的影响的最近研究成果。
关键词：聚丙烯；晶体结构；成核剂；二苄又山梨醇衍生物；有机磷酸盐；烷基羧酸盐；松香聚丙烯由于合成方法简单，且原料来源丰富，价格低廉，具有良好的耐化学性、电性能、力学性能，可以加工成具有各种用途的注塑制品、中空成型制品、薄膜、薄片和纤维，从而成为塑料产量增长最快的品种之一，其产量在五大通用塑料中占第三位，所以被广泛应用于日常用品、包装材料、办公用品、电器及汽车部件等方面。
但是由于聚丙烯是结晶性聚合物，内部存在着很大球晶，造成聚丙烯的抗冲击强度很低、制品的后收缩现象严重，在使用中并不具有足够的刚性、尺寸稳定性或透明性等，这严重地影响了聚丙烯树脂的使用性能。
因此，众多的研究者从聚合技术、成型技术、复合材料技术等方面对聚丙烯进行改性，以提高其使用性能。
其中，通过加入成核剂，改善成型过程的结晶速度，细化晶粒，以提高制品的抗冲击性能、透明性及光泽度，是实现聚丙烯的高性能化常用的方法。
1 聚丙烯的结晶1．1 结晶过程[1]在以下条件下，聚合物熔体可以结晶：(1)聚合物的分子结构可以使晶体有序排列，如主链的不完全运动、一定位置的侧基分布不规则，有支链及大的侧链，则会妨碍结晶。
(2)晶核必须可以引发结晶，并由此形成微晶，微晶自行排列成超结构，即球晶。
(3)结晶温度在聚合物的熔点(f )和玻璃化转变温度(tg)之间，以便使分子链具有必要的运动性。
在tm 以上，不能形成稳定的晶核；在tg以下，链段运动冻结，晶核增长速率为零。
(4)结晶过程包括晶核形成与晶核增长，结晶速度可由晶核密度和球晶的增长速率计算。
聚合物的结晶过程，实际上是分子链的链段有序排列的过程。
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.。
成核剂对聚丙烯拉伸断裂应变的影响因素
成核剂对聚丙烯拉伸断裂应变的影响因素包括成核剂种类、成核剂添加量、成核温度等。
1. 成核剂种类：不同种类的成核剂对聚丙烯的拉伸断裂应变具有不同的影响。
常见的成核剂种类包括有机成核剂、无机成核剂、纳米颗粒等。
不同的成核剂种类可以引起不同形态的晶体结构，从而影响聚丙烯的断裂应变。
2. 成核剂添加量：成核剂的添加量对聚丙烯的断裂应变也有显著的影响。
通常来说，适量的成核剂可以提高聚丙烯的结晶度和晶体尺寸，使其在拉伸过程中具有更好的断裂性能。
3. 成核温度：成核温度是指在制备聚丙烯材料时进行成核的温度。
成核温度的选择会影响聚丙烯的晶体结构和断裂应变。
一般来说，较低的成核温度可以导致小尺寸的晶体结构，从而使聚丙烯具有较高的断裂应变。
需要注意的是，以上因素的具体影响效果会受到实验条件和材料性质的影响，在具体应用中需要进行实验研究和优化。
