硬脂酸鈣CaSt~11合成水滑石DHT-4A均使苯甲酸鈉在聚丙烯PP中的成核作用降低但CaSt使成核PP性能下降更為明顯添加質量分數為0．05％ 的CaSt使PP的屈服拉伸強度彎曲模量和結晶溫度分別下降5．3％l1％ 和5．3℃而在同樣添加量時DHT_-4A對苯甲酸鈉成核PP性能的影響不明顯因此用苯甲酸鈉作成核劑時鹵素吸收劑應選用DHT-4A可以提高成核PP的綜合性能 

聚丙烯PP密度小無毒可回收使用有良好的綜合物理性能用途廣泛PP是半結晶型聚合物．加工過程中熔體結晶速率較慢易形成大的球晶影響制品的力學性能加入成核劑是一種常用的提高PP綜合性能的手段它能使球晶尺寸微細化并提高結晶度使PP的剛性得以提高同時成核作用還使PP的結晶溫度大幅度提高．結晶速率加快在加工過程中縮短成型周期提高生產效率苯甲酸鈉是一種常用的有機羧酸鹽類成核劑本工作研究了苯甲酸鈉對PP力學性能及結晶性能的影響以及鹵素吸收劑硬脂酸鈣CaSt和合成水滑石對苯甲酸鈉成核作用的影響

1 實驗部分

1．1 原料

PPT30S粉料中國石化股份天津分公司烯烴部生產苯甲酸鈉天津塘沽東大化工有限公司生產CaSt意大利FACI公司新加坡分廠生產合成水滑石DHT-4A平均粒徑小于1 m日本協和化學工業株式會社生產

1．2 儀器與設備

Instron公司生產MF1O0型注塑機意大利MetalFluid Engineering公司生產DSC7型差示掃描量熱儀美國Perkin Elmer公司生產DLMP型偏光顯微鏡德國Leica公司生產

1．3 試樣制備及性能測試

按配方稱取各組分在高速攪拌機中混合均勻后于20024O oI=下擠出造粒．粒料干燥后在230 oI=下注塑成標準試樣拉伸性能按ASTM D638- 1998測試彎曲性能按ASTM D 790-1998測試懸臂梁沖擊強度按AsTM D 256-1998測試差示掃描量熱法DSC分析在流量為50 mUmin的氮氣氣氛10~C／rain的升降溫速率下測試偏光顯微鏡觀測在試樣經熔融再以1O oC／min降溫結晶后進行 

2 結果與討論 

2．1 苯甲酸鈉對PP性能的影響

2．1．1 力學性能
   

從圖1可以看出加入苯甲酸鈉后PP的屈服拉伸強度和彎曲模量均有大幅度提高．但在苯甲酸鈉的質量分數大于0．2％ 時提升幅度減緩在苯甲酸鈉的質量分數為0．5％ 時屈服拉伸強度和彎曲模量提高幅度分別達到15％ 和38％這主要是由于苯甲酸鈉是Ot晶型成核劑它的加入使PP球晶增多球晶尺寸變小結晶度提高從而使PP的剛性提高

2．1．2 結晶性能

從表1可以看出苯甲酸鈉的加入使PP的結晶溫度顯著提高．其質量分數大于0．2％ 后PP結晶溫度提升幅度均超過20℃結晶溫度的提高有利于縮短產品成型周期提高生產效率熔融熱焓也有較大的提高表明成核劑的加入產生大量的異相晶核．加快了結晶的速度增加了結晶的完善程度提高了PP的結晶度從而使PP剛性增強相比之下熔融溫度變化不大從其他類似的研究中也發現這一點[l]
   

2．2 鹵素吸收劑對苯甲酸鈉成核作用的影響

CaSt硬脂酸鈉等鹵素吸收劑對苯甲酸鈉的成核作用有影響使其結晶溫度降低[2]CaSt是PP最常用的鹵素吸收劑用于中和聚合物中的殘留氯DHT-4A是一種新型鹵素吸收劑為了研究CaSt和DHT．4A對苯甲酸鈉成核作用的影響固定苯甲酸鈉的質量分數為0．2％．選定wCaSt和WDHT-4A1分別為00．01％0．02％0．05％ 0．10％ 0．20％分別記為 0#1# 2# 3#  4#5# 按配方造粒后做物理性能測試DSC分析及偏光顯微鏡觀察

2．2．1 對力學性能的影響
   

從圖2可以看出CaSt與DHT-4A均對苯甲酸鈉成核PP的力學性能造成負面影響使PP的屈服拉伸強度和彎曲模量均比只加苯甲酸鈉的試樣有所下降特別是wCaSt達到0．05％ PP中鹵素吸收劑的常規添加量后PP的屈服拉伸強度和彎曲模量分別下降了5．3％ 和ll％wCaSt達到0．20％ 時 PP力學性能已接近于未加成核劑的純PP水平相比之下DHT A對力學性能的影響小很多在wDHT--4A為0．05％ 時對PP的屈服拉伸強度和彎曲模量影響不大但wDHT一4A超過0．10％ 以后苯甲酸鈉成核PP的屈服拉伸強度和彎曲模量都有較大變化

2.2．2 對結晶性能的影響
   

從表2看出隨著鹵素吸收劑含量的增加結晶溫度下降但DHT-4A作用的下降幅度比CaSt小在wDHT一4A為0．05％ 時PP中鹵素吸收劑的常規添加量結晶溫度比只加苯甲酸鈉而無鹵素吸收劑的試樣下降1．8℃ 而CaSt則使下降了5-3℃熔融熱焓也呈下降趨勢表明結晶度也降低了結晶度降低造成了成核PP的屈服拉伸強度和彎曲模量下降而熔融溫度的變化并不明顯

2．2.3 對球晶尺寸的影響
   

成核劑的加入使PP球晶尺寸減小結晶細密從圖3可以看出純PP球晶粗大加入質量分數為0．2％ 的苯甲酸鈉而不加任何鹵素吸收劑．球晶明顯變小結晶細密圖3c的球晶介于圖3a和圖3b之間球晶比圖3b明顯變大表明成核作用受到了較大影響而圖3d的球晶細密程度和圖3b相?小成核效果好

3 結論 

a成核劑苯甲酸鈉的加入使PP的球晶尺寸減小結晶細密結晶溫度和結晶度提高屈服拉伸強度和彎曲模量均提高

b加入CaStDHT--4A等鹵素吸收劑對苯甲酸鈉成核作用有負面影響使PP力學性能結晶度和結晶溫度降低球晶粗化相比之下DHT-4A的影響比CaSt小很多因此．在以苯甲酸鈉作為PP的成核劑時選用DHT-4A為鹵素吸收劑可達到最佳效果