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2.1.4 脱氢枞酸及其盐的共晶体

    这类成核剂不是脱氢枞酸及其盐的简单混合物,在其X射线衍射谱中会出现不同于简单混合物的特征峰,而在纯的脱氢枞酸或盐中也没有这些衍射峰。Sadamitsu等提出了制备这种成核剂的方法:将脱氢枞酸溶于乙醇中,按酸值加人KOH或NaOH部分中和,蒸发脱去溶剂,在结晶快开始时停止加热,在50℃下保温以便让共晶体析出,然后过滤、洗涤、干燥。如果要制备1:1的分子晶体,则中和度为50%,如果是3:1的晶体,中和度为25%。

    Wang Hui等研究了脱氢枞酸、脱氢枞酸钾和脱氢枞酸钠(1:1:1)共晶体对PP结晶过程和性能的影响,发现这种共晶体比单独的脱氢枞酸钾或脱氢枞酸钠的效率更高,成核后制品的结晶温度和热变形温度提高,力学性能得到改善,球晶尺寸减小,透明度提高。

    2.1.5松香酰胺

    Yamada等发明了一种新的松香酸型成核剂一松香酸胺。该成核剂的通式为:XYZYA,其中X为松香酸的残基,Y为CONH或NHCO,Z是亚苯基,A是除松香酸外的羧酸残基。经这类成核剂改性的制品的结晶速率加快,结晶温度、弯曲模量和冲击强度得到提高,此外透明性也有一定的改善。

    2.1.6其他物质对松香酸型成核剂效果的影响

    松香酸型成核剂与无机的或有机的钙盐并用会产生协同作用。硬脂酸钙是聚烯烃中常用的吸酸剂和润滑剂,与松香酸成核剂结合使用,不仅可以实现硬脂酸钙通常的效果,而且对松香酸型成核剂有协同作用。比如,以PP质量为基准,0.2%的松香酸成核剂与0.05%的硬脂酸钙结合使用,与相同量的成核剂单独添加到PP中相比较,雾度从20%降到15%,结晶温度从125℃上升到127℃,弯曲模量由1 060 MPa上升到1 120 MPa,光泽度从100%上升到105%。

    Li Chuncheng 等研究了线形低密度聚乙烯(PE-LLD)对脱氢枞酸钠改性PP的影响,与脱氢枞酸钠单独使用相比较,由于PP/PE-LLD有更低的熔体黏度,少量PE-LLD (3%)的加人可以促进成核剂的分散,从而极大地提高PP的结晶温度,制品的雾度从纯PP的67.2%降低到PP/脱氢枞酸钠(10010.5)的30.9%,而PP/脱氢枞酸钠/PE-LLD(97/0.5/3)为17.5%,PE-LLD的加人使透明度得到进一步提高。

    2.2 酞胺型透明成核剂

    Schmidt等发明了一种新型的支化酞胺类透明成核剂,该成核剂的结构通式如图1,其特点是中心为一种对称星形取代苯基酞胺,且支链可以根据需要来调整。这类成核剂的透明改性效果非常显著,但由于成核剂前体的不同效果略有差异。在用量为0.15%时,PP的雾度降低了50%~70%,结晶起始温度提高了6~14℃。而且,这类成核剂解决了传统成核剂在基体树脂中的分散差、引起制品的黄变以及制品产生异味等难题,因而得到广泛的xx。

   

    Blomenhofer等研究了这类支化酞胺类成核剂的成核作用,发现该类成核剂的成核效率取决于他们的化学结构,通过筛选可以制备高效的透明成核剂,一些典型成核剂的改性效果见表1。从表1可以看出,该类成核剂的透明改性效果优于DMDBS(对-甲基亚节基)山利醇]。成核剂的化学结构对成核效果影响很大,不同的取代基效果不同;当其他基团相同时,酞胺基团的连接方式对成核效果有很大的影响,酞胺中的氮原子直接连接在苯环上时透明改性效果{zj0},连接在苯环上的氮原子越多,透明改性效果越好,1,3,5-三叔丁酰胺基苯的透明改性效果{zh0}。

   

    Kitagawa等报导了另外一种酞胺型透明成核剂。这类成核剂是N-(2-烷基环己基)脂肪族多元酞胺的混合物,具有如下通式:

    R1-(CONHR2)a

    其中a为2-6之间的整数,R1为脂肪族多元酸的残基,R2为反2-烷基环己胺或顺2-烷基环己胺的残基,成核剂中反2-烷基环己胺残基的含量对成核效果有很大的影响,其摩尔分数至少要在70%以上。例如,在PP中添加0.2%的1,2,3-N-(2-甲基环己基)丙三甲酞胺,当成核剂中反2-甲基环己胺残基的含量为72.0%时,制品的雾度为20%,结晶峰温度125℃,弯曲模量2 019 MPa;与此相对应,当成核剂中反2-甲基环己胺残基的含量为46.1%时,制品的雾度提高到25%,结晶峰温度降低至120℃,弯曲模量则为1921 1VIPa;当成核剂中反式含量降至19.7%时,制品的雾度、结晶峰温及弯曲模量分别为65%、110℃和1 431 MPa,成核改性效果极弱。同时,a对成核效果亦有影响,a值增大,制品的力学性能和结晶峰温度提高,但是透明改性效果降低。例如,含0.2%1,2,3,4- N-(2-甲基环己基)丁四甲酰胺的PP雾度和结晶峰温度分别为36%和126℃,弯曲模量上升到2 127 MPa,与1,2,3- N-(2-甲基环己基)丙三甲酞胺相比,在相同的反2一甲基环己胺残基的含量(72.0%)下,结晶峰温度和弯曲模量分别提高了1%和5%,但雾度提高了80%。

    2.3二环二羧酸及其盐

    Amos等发现某些不饱和二环二羧酸及其盐可以改善pp的透明性、结晶温度及力学性能。例如,用0.25%樟脑酸改性的PP,雾度从55%降至25%,结晶温度提高了

22℃。但是,由于这类成核剂结构中含有双键而导致其热稳定性下降。

    Zhao发明了一种新型的饱和[2.2.2]二羧酸盐透明成核剂。这种成核剂可以提高结晶峰温度,改善力学性能,与对应的不饱和[2.2.2]二羧酸盐相比,透明改性效果更好,热变形温度更高,并且易于制造,成本较低。例如,含0.25%二环「2.2.2]辛烷-2,3-二羧酸二钠的PP的雾度为30%,结晶峰温124.1℃,热变形温度113.2℃。然而,含相同质量分数二环[2.2.2]辛-5-烯-2,3-二羧酸二钠的PP的雾度为35%,结晶峰温为123.7℃,热变形温度为111.3℃。

    2.4酞亚胺型透明成核剂

    Peter和Klaus[34〕发现某些酰亚胺类物质的加入能降低PP的雾度,提高透明度,同时,提高PP的结晶度、结晶起始温度,改善力学性能。这类成核剂的典型代表是苯基一双-1-羟甲基-7-氧-降莰烷-4-烯-二酞亚胺,当用量为0.1%时,PP的雾度降低15%,拉伸强度提高10%,结晶起始温度也提高了1℃。这类成核剂{zd0}的优点是在使用过程中不会迁移。

    3 结语

    随着市场对透明PP的需求进一步的增大,对于透明成核剂的需求也将随之快速增长。然而,目前我国的透明成核剂生产与国外先进水平相比还有很大的差距,产品的档次低,生产规模小,成本高,一些高效、高附加值的产品长期被国外几家大公司垄断。为此,追踪国外{zx1}的发展趋势,立足于我国的国情,开发一些高效、多功能化且成本低廉的透明成核剂有着重大的现实意义。新型透明成核剂的开发、传统透明成核剂的改性(超细化、复配、多功能化等)将获得越来越多的xx。

 



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