【摘要】在聚丙烯（簡(jiǎn)稱PP材料）初合成后，在材料內(nèi)部會(huì)存在很大的球形晶體，影響使用性能，一般通過加入成核劑來改性聚丙烯材料，新合成的材料晶粒比較小，所制成的產(chǎn)品抗沖擊性能比較高，透明度以及光澤度也比較高。本文主要講述聚丙烯的一般合成工藝以及成核劑在聚丙烯合成中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】聚丙烯（PP）；改性；成核劑；合成工藝

聚丙烯又可稱為丙綸，是丙烯的聚合物，具有無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味的有點(diǎn)，密度小，是所有塑料中最輕的材料之一，結(jié)晶度比較高，具有良好的力學(xué)性能、電絕緣性以及耐熱性等，但是由于在材料分子內(nèi)部存在球形晶體因此在使用時(shí)，抗沖擊強(qiáng)度、剛性、透明性以及光澤性等很難滿足要求，因此需要對(duì)聚丙烯材料進(jìn)行改性，改性的方法可分為物理改性以及化學(xué)改性，本文所講的是加入成核劑進(jìn)行改性。

1、聚丙烯材料的生產(chǎn)工藝

目前聚丙烯材料的生產(chǎn)工藝主要可以分為淤漿法、液相本體法和氣相法，隨著時(shí)代的發(fā)展淤漿法生產(chǎn)工藝逐漸被淘汰，在目前聚丙烯材料的生產(chǎn)工藝中占據(jù)主要地位的是Basell公司的Spherizone氣相法，該工藝方法合成的聚丙烯材料占了50%左右，居第二位的是Dow Chemical公司的Unipol氣相工藝。

Basell公司的Spherizone氣相法使用雙環(huán)管結(jié)構(gòu)的聚合反應(yīng)器，在反應(yīng)中加入第四代催化劑（有利于產(chǎn)生高結(jié)晶度以及高精度的產(chǎn)品），在生產(chǎn)工藝中提高了預(yù)聚合和聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)壓力，使得聚丙烯生產(chǎn)時(shí)的形態(tài)、分子量等更加容易控制。

2、成核劑技術(shù)在聚丙烯材料改性中的應(yīng)用

2.1成核劑的分類

目前，在聚丙烯合成改性中，應(yīng)用比較廣泛，以及已經(jīng)商品化的成核劑可以分為α晶型和β晶型，這兩種分法，是依照其產(chǎn)生的作用來分的，如α晶型的成核劑主要是誘導(dǎo)產(chǎn)生α晶型的聚丙烯。

常用的α晶型成核劑有芳香族羧酸金屬鹽類、磷酸金屬鹽類、二（苯亞甲基）山梨醇（1+/）及其衍生物以及松香類的成核劑，其中松香類的成核劑是一種天然的物質(zhì)，比較環(huán)保。β晶型成核劑目前的開發(fā)利用不如α晶型成核劑，主要類型有稠環(huán)化合物、金屬鹽、二元酸的復(fù)合物以及芳香族胺類化合物等。

2.2不同成核劑在聚丙烯改性中的應(yīng)用

為比較不同的成核劑在聚丙烯合成中的作用，本文實(shí)驗(yàn)采用了多種不同的α晶型成核劑，以及β晶型成核劑，具體實(shí)驗(yàn)所用成核劑以及生產(chǎn)廠家如下表1所示。

加入成核劑的時(shí)間對(duì)聚丙烯材料收縮率的影響。如下曲線所示（橫坐標(biāo)是反應(yīng)時(shí)間），從曲線上可以看出，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，收縮率明顯下降。

將適量的聚丙烯粉料與成核劑按照一定比例進(jìn)行混合，并加入其他的助劑，在擠出機(jī)中冷卻干燥后，在制樣，然后進(jìn)行性能測(cè)試。本實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)于聚丙烯材料的剛性韌性以及流動(dòng)性進(jìn)行的改性試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案如下表2所示（Cast指的是硬脂酸鈣）。

對(duì)改性聚丙烯材料的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：拉伸斷裂應(yīng)力：50mm/min；屈服拉伸應(yīng)變：50mm/min；透光率和霧度：GB/T2410-2008；

加入成核劑對(duì)聚丙烯材料流動(dòng)性的影響，單位g/10min：表3加入不同成核劑時(shí)改性的聚丙烯樹脂的熔融流速率，從表3中可以看出，加入成核劑以后形成的聚丙烯樹脂的流動(dòng)性速率改變的并不明顯，但是若是加入可控流變劑，所產(chǎn)生的聚丙烯樹脂的熔融流動(dòng)速率得到很大的提高。

加入成核劑對(duì)聚丙烯材料拉伸性能的影響，單位Mpa：下表4是相同熔融速率下聚丙烯材料隨成核劑的添加而改變。從表中可以看出，在兩種不同的熔融速率下，隨著成核劑的添加，拉伸強(qiáng)度也是相應(yīng)的增加，但是當(dāng)成核劑加入量超過一定范圍以后，加入的量在增加已不能影響到聚丙烯的拉伸強(qiáng)度。

加入成核劑對(duì)聚丙烯材料光學(xué)性能的影響（霧度數(shù)值小代表效果好），下表53加入不同成核劑時(shí)改性的聚丙烯材料的霧度以及透光度，從表5中可以看出，加入成核劑以后，霧度以及透光度等光學(xué)性能明顯改善。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要描述了一般聚丙烯的生產(chǎn)工藝，以及使用成核劑對(duì)聚丙烯材料進(jìn)行改性的應(yīng)用，在未來的發(fā)展中，人們對(duì)于材料的要求會(huì)越來越高，仍然需要更多的研究人員進(jìn)行聚丙烯改性的研究，同樣成核劑在聚丙烯材料的改性中也會(huì)被廣泛的使用。

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