百科首页 常识 人物 企业 产品 事件 最新百科 热门百科 待完善百科 百科顾问团
您现在的位置:工控家 > 百科首页 > 产品 > 正文

成核剂

工控家百科顾问团

贡献者:工控家001  最后更新:2021-06-02 10:38:56  浏览数:2496

塑料成核剂是一种适用于聚乙烯、聚丙烯等不完全结晶塑料的助剂,成核剂通过成核反应改变树脂的结晶行为,加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化,达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的新功能助剂

关键词: 成核剂概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


1概述

塑料成核剂是一种适用于聚乙烯、聚丙烯等不完全结晶塑料的助剂,成核剂通过成核反应改变树脂的结晶行为,加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化,达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的新功能助剂。


2工作原理

在熔融状态下,由于成核剂提供所需的晶核,聚合物由原来的均相成核转变成异相成核,从而加速了结晶速度,使晶粒结构细化,并有利于提高产品的刚性,缩短成型周期,保持最终产品的尺寸稳定性,抑制光散射,改善透明性和表面光泽及聚合物的物理机械性能(如刚度、模量),缩短加工周期等。而作为成核剂中重要的一类,透明剂的主要作用则是改善聚合物光学效果。

3应用

成核剂是适用于聚乙烯、聚丙烯等不完全结晶塑料,通过改变树脂的结晶行为,加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化,达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的新功能助剂。另一方面,由于结晶聚合物都存在晶区和非晶区两相,可见光在两相界面发生双折射,不能直接透过,因此一般的结晶聚合物都是不透明的,而加入成核剂后,由于结晶尺寸变小,光透过的可能性增加,高聚物的透明性增加,表观光泽性改善。一般成核剂用量为0.1~1.0%。

4分类

(一)无机成核剂

主要有滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑、云母等。这些是最早开发的价格便宜且实用的成核剂,但由于透明性和表面光泽度差.限制了其在高性能材料中的应用。后来发展起来的稀土金属类(如镧)化合物,具有独特的功能,作为PP晶型改性剂有其特殊的功能.同时亦可制成发光塑料等。

(二)有机成核剂

有机成核剂克服了无机成核剂透明性和光泽度差的问题,并能显著提高产品的加工性能。它们一般是低分子量的有机化合物,主要有脂肪羧酸金属化合物、山梨醇苄叉衍生物、芳香族羧酸金属化合物、有机磷酸盐和木质酸及其衍生物类、苯甲酸钠和双(对叔丁基苯甲酸)羧基铝等。这类传统的成核剂.虽然能改善PP性能.但效果并不理想,因为价格低廉,目前仍在一些场合使用。芳香族和脂肪族及其盐类成核剂价格便宜,且有提高聚烯烃制品的刚度和热变形温度等功效.但是由于其与聚合物树脂相容性差,使聚烯烃制品的许多性质得不到发挥,一般限用于注塑成型制品和压延制品。

与其他有机成核剂相比,有机磷酸盐类化合物所改性的制品透明性、刚性、表面硬度和热变形温度均有较大幅度提高,而且热稳定好,在高温条件下.不影响聚合物制品的其他性能,但分散性差是此类成核剂的主要缺陷。尽管此类成核剂较贵,但它具有无法比拟的使用性能,仍被广泛应用于与食品接触的包装材料中。山梨醇类成核剂对制品的透明性、表面光泽度、刚性及其他热力学性能均有显著的改善效果,而且与PP有较好的相容性,是目前正在进行深入研究的一类透明成核剂。其性能好、价低,已成为国内外开发最为活跃、品种最多、产销量最大的一类PP成核剂。

(三)高分子成核剂

高分子成核剂在20世纪80年代始开发,但由于高熔点聚合物与聚烯烃树脂共混性差,故单一的高分子聚烯烃成核剂几乎没有商品上市。而含高熔点聚合物成核剂聚烯烃树脂牌号正在积极开发.20世纪90年代出现了聚对苯二甲酸丁二醇酯作为等规聚丙烯成核剂,此外还有聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷等。

(四)β晶型成核剂

使用品形改质剂可以调节树脂的结晶行为,改变在聚合物中不同晶型的比例,用β晶型成核剂对PP进行改性.是提高PP性能的一种简单而有效的方法。

PP的晶体形态有:α、β、γ、δ和拟六方态5种。其中以α和β较为常见。商品PP中主要是含有最稳定的α晶型,β晶型要在特定条件下才易生成。由于后者要在特定条件下才能生成,添加成核剂,诱发PP的β结晶是唯一可生产商品化β晶PP的途径。添加不同的成核剂,可以达到不同的结品要求.例如α成核剂的加入能细化晶形尺寸、增大结品度、提高透明性和缩短成型周期,如增强PP的拉伸性和刚度; 结品型态可增强PP的缺口冲击强度及热变形温度。成核剂的加入能显著提高材料的韧性。将晶型改质剂加入到PP、PE、聚酰胺、聚酯、聚醚等结品性聚合物中,可以改变树脂的结晶行为,加快结晶速度,增加结品密度和促使晶粒尺寸微细化,缩短成型周期,全面或部分提高制品透明性、表面光泽、拉伸强度、刚性、热变形温度等物理机械性能。

 


5选型指南

在加工温度下稳定,不发生分解反应;

有机反应型异相成核剂的熔点适当,在加工温度下能够完全熔融,若有部分成核剂不能熔融,在成型制品中会产生“鱼眼”,影响制品的透明度;

无机异相成核剂的尺寸合适,纳米尺寸最佳;

相容性、分散性。

 


6注意事项

①助剂与树脂之间的相容性。助剂与树脂间有良好的相容性,助剂才能稳定、均匀、长期地存在于制品中,较好地发挥作用,如相容性不好,制品就会出现“发汗”或“喷霜”现象。

②助剂在树脂中的分散性。助剂在树脂中的分散性要好,要易于分散均匀。助剂颗粒细度要高,愈细愈易于分散。固体助剂应在三辊研磨机或球磨机上研磨后再添加入树脂中。

③助剂的耐久性。助剂在加工和使用过程中的损失主要有三个方面:挥发、抽出和迁移。助剂的耐久性主要与助剂的分子量、在介质和树脂中的溶解度有关。

④助剂的作用。助剂的作用好,既可节省成本,又可减少添加助剂所造成的副作用。

⑤助剂之间的协同和对抗作用。在同一配方中,两种助剂会产生“协同作用”,即两种助剂同时使用比单独使用一种助剂发挥的作用要大得多。而“对抗作用”即两种助剂同时使用,削弱每种助剂的作用。

⑥助剂对加工工艺的适应性。应注意在成型加工条件下,助剂是否会发生分解等现象。

 


参考资料

暂无参考资料!


产品更新列表企业名录品牌更新列表工控资讯更新下载资料更新技术文摘更新百科更新列表今日更新热词搜索网站地图移动版工控家