聚烯烴透明改性劑研制及應用-

1、聚烯烴透明改性劑研制及應用陳祖敏1,張彥芝1,張增冬2,劉才明3(1.北京市亞大塑膠總公司,北京 101149;2.北京華盾塑料公司,北京 100070;3.北京中塑信息中心,北京 100101摘 要 本文簡述聚烯烴透明改性劑的增透原理,對近幾年來我國透明改性劑研究情況進行評述,并對透明改性劑應用方法加以分析討論。關鍵詞 透明改性劑 聚烯烴收稿日期 1999-05-041 前言改善聚丙烯、聚乙烯等結(jié)晶塑料的透明性有許多辦法。其中通過加入成核劑,即透明改性劑是行之有效的方法。目前國內(nèi)已有十多家企業(yè)及院所正在大力研究透明改性劑,并取得成功。2 透明改性劑的增透原理一般認為是透明改性劑的加入提高了P

2、P 冷卻過程中的結(jié)晶速度,減小PP 的球晶尺寸,從而提高PP 的透明度。從物理光學理論可知,聚丙烯透明度低是因為其結(jié)晶形成的晶體對可見光散射的緣故,散射的強度與晶體(球晶尺寸有關,若使形成球晶尺寸遠離可見光波波長,則可使聚丙烯制品的透明度提高。能熔融并充分分散的成核劑為聚丙烯結(jié)晶提供大量晶核,可使形成的球晶微細化,以致不形成球晶1。目前改進聚丙烯透明性,理想的改性方法為添加山梨糖醇類的透明改性劑。3 透明改性劑研究進展成核劑是順應聚丙烯改性技術的發(fā)展而出現(xiàn)的新功能助劑。隨著聚丙烯制品在包裝、汽車等工業(yè)領域應用的拓展,對其透明性、撓曲模量、拉伸強度、熱變形性、表面光澤等都提出更高的要求,為此聚丙

3、烯成核劑的發(fā)展非常迅速。聚丙烯成核劑的市售品種大致包括二芐叉山梨醇類(DB S 類、芐基磷酸酯鹽類和烷基取代苯甲酸鹽類等,其中以二芐叉山梨醇類和芳基磷酸酯鹽類應用最為普遍2。我國成核劑市場的啟動不過三、五年的歷史,但發(fā)展速度之快卻非常引人注目。據(jù)有關人員估計,2000年國內(nèi)聚丙烯成核劑的市場需求量至少300噸,實現(xiàn)聚烯烴成核劑的市場需求國產(chǎn)化是助劑行業(yè)和塑料加工工業(yè)的共同企盼。近年來我國許多單位對透明改性劑(成核劑作了大量卓有成效的研究,有的已經(jīng)形成生產(chǎn)規(guī)模,為此我們對近年來國內(nèi)研究成果作一回顧,將有助于透明改性劑交流與發(fā)展。齊魯石化公司樹脂加工應用研究所對透明改性劑DBS 對LLDPE 性能

4、的影響進行研究3。研究表明透明改性劑DBS 對LLDPE7042透明拉伸強度、斷裂伸長率都產(chǎn)生影響,隨著DBS 用量的增加,LLDPE7042的霧度逐漸降低,透明性明顯提高。DBS 的加入量為015%時霧度僅為LLDPE7042的6418%。研究表明,DBS 的加入量提高了LLDPE 的拉伸強度和斷裂伸長率。同時,DBS 的加入降低了LLDPE 的平衡扭矩,起到一定的潤滑作用。揚子石化公司研究院最近研制成功新型添加劑產(chǎn)品S 2-1、S 2-2透明型聚丙烯母粒,它可以大幅度提高PP 制品的透明度和剛性,而且無毒性等4。松滋市樹脂廠生產(chǎn)出第三代梨醇系列成核透明劑SKC -Y3988,加入微量的PP

5、 成核劑,可以使PP 加熱成型的結(jié)晶速度加快,并極大提高制品的透明度。經(jīng)中山大學樹脂研究所檢測,該產(chǎn)品各項技術指標達到和優(yōu)于美利肯公司(美國成核劑。目前該廠年產(chǎn)30噸成核10塑料科技PLAS TICS SCI.&T EC HNOLOGY 第1期(總第135期2000-02劑,中試生產(chǎn)線已正常運轉(zhuǎn)5。廣東石油化工總廠研究所研制的聚烯烴塑料透明劑GPC -818,適于注塑、吹塑等加工工藝,加入0125%GPC -818,可使PP 薄膜的濁度降低65%80%,光澤度提高100%125%6。山西化工研究所TM 系列聚烯烴成核劑開發(fā)成功,二芐叉山梨醇類適用于透明PP 片材、飲料杯、儀表外殼等。已

6、建成30t P a 生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)TM -1、TM -2、TM -3三個牌號。合肥工業(yè)大學對凹凸棒粘土作為PP 塑料成核劑應用進行研究。實驗結(jié)果表明,凹土可以作為PP 晶體的成核劑使用,適用量為1%。凹土成核劑有效提高PP 的成型加工性能及提高PP 晶體的沖擊強度、拉伸強度、硬度及制品的透明度、表面光潔度7。岳陽永泰合成聚丙烯廠生產(chǎn)858塑料光亮劑,成本低、光亮度好、透明度高、增白性能顯著。該產(chǎn)品已在塑料紡織企業(yè)中使用,可解除一、二、三級再生PP 的摻配原料問題。河南省科學院化學所已研究出二亞芐基山梨糖醇(DBS聚烯烴透明劑合成方法8。廣州市合成化學研究所對PP 的不同用途開發(fā)成功各種專用成核

7、劑。該所開發(fā)的成核劑能使PP 在凝固時形成球形微晶體,以提高結(jié)晶起始率,從而改善其物理性能,改善光澤和增加透明度,賦于PP 制品多種優(yōu)良性能9。4 透明成核劑應用成核劑的應用方式有兩種,一種是聚合過程中添加,另一種是在加工成型前添加。結(jié)晶改性劑中關鍵的技術之一是結(jié)晶成核劑的應用技術。結(jié)晶成核劑的應用技術要解決的問題是:選用什么型的成核劑;找出成核效果最好的成核劑,如何把量少的成核劑最均勻地分散到樹脂中去;如何結(jié)合工藝使成核劑誘發(fā)等規(guī)聚丙烯形成最佳的結(jié)構,制得的制品性能最好。透明改性劑用量對透明度影響較大。從表1數(shù)據(jù)可以看出DBS 加入量對LLDPE 霧度的影響3。表1DBS 加入量%基礎樹脂L

8、LDPE 7042的霧度為7515%。塑料助劑行業(yè)與塑料加工行業(yè)之間架起一道橋梁,促進開發(fā)與應用的結(jié)合,才能真正達到提高我國塑料總體水平。影響聚丙烯制品光澤的因素是多方面的。從塑料本身來說還是聚丙烯的結(jié)晶性能、結(jié)晶收縮和大球晶形成。成核劑可同時解決這兩個問題,開發(fā)高光澤的聚丙烯塑料少不了成核劑,所以有人把這一作用的成核劑稱為聚丙烯塑料的光亮劑。從生產(chǎn)實踐中可以看出每種單獨成核劑組份的利弊相當明顯。為充分發(fā)揮各種成核劑的優(yōu)勢,真正做到揚長避短,近年來比較注重兩種以上成核劑的使用。實踐證明,無機類成核劑或不同結(jié)構的有機成核劑之間具有顯著的協(xié)同作用。另外,成核劑的粒徑對作用效果亦有重大影響10。一般

9、認為,成核劑粒徑愈小愈有利于其在聚合物體系中的均勻分散,更容易使聚烯烴制品的晶粒結(jié)構趨向均勻化和微細化。因此改進成核劑制品的劑型不失為提高成核聚烯烴制品加工應用性能的好辦法。1參考文獻21揚始。塑料助劑,1998(5:1213。2王克智。全國塑料助劑生產(chǎn)與應用技術信息交流會論文集,1998,(10:246。3滕謀勇。全國塑料助劑生產(chǎn)與應用技術信息交流會論文集,1998(10:9697。4塑料市場,1998(36:27。5塑料助劑,1997(4:26。6塑料,1997(4:26。7安徽化工,1997(2:34。8苗榮還。塑料助劑,1998(5:15。9塑料助劑,1998(2:27。10王克智。塑

10、料科技,1998(3:5054。The Preparing Progress and Application of Transparent on PolyolefinCHEN Zu -min (1,Z HANG Yan -zhi (1,Z HANG Zeng -dong (2,LIU Ca-i ming(3=下轉(zhuǎn)第14頁>11陳祖敏等 聚烯烴透明改性劑研制進展及應用現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動態(tài)存貯。(3采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理。利用數(shù)據(jù)庫建立了一系列的DBF文件來管理計算中需用到的各種參數(shù)數(shù)據(jù)。用戶可以任意修改數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了程序設計的開放性。用C語言直接讀取數(shù)據(jù)庫文件,提高了程序的執(zhí)行速度,節(jié)省了存貯空間。

11、另外,本系統(tǒng)建立了一個澆注系統(tǒng)形式及實用圖例的大型圖形庫,為設計澆注系統(tǒng)提供參考。該軟件用C語言實現(xiàn)整體交互式圖形界面、澆注系統(tǒng)設計及顯示圖形等有關模塊;用Auto C AD來繪制模具圖;建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),并設計接口模塊將這三部分有機地集成,完成模具的澆注系統(tǒng)設計。澆注系統(tǒng)結(jié)構流程圖見圖1。1參考文獻21唐志玉。塑料模流變學設計。國防工業(yè)出版社,1991。2塑料模具設計手冊模具手冊之二。機械工業(yè)出版社,1990。3李志剛。模具CAD P CAM。機械工業(yè)出版社,1994。4王士元。C語言高級程序設計。清華大學出版社,1996。5李海梅、王國中等。注塑模澆注系統(tǒng)的計算機輔助設計軟件。中國塑料,1

12、996,(11:8892 。圖1澆注系統(tǒng)結(jié)構圖Computer Aided Design of Feed System of Plastic Injection MoldLI Xin,WU Chong-feng(Tianjin Institute of Light Industry,Tianjin,300222,ChinaABSTRAC T The Computer Aided Design of Feed System of Injection Mold was investigated in this paper.The Feed System of different mold c ou

13、ld be designed by means of this software.KEY WOR DS Injection mold,Feed system,C AD=上接第11頁>(1.Beijing YADA Plastics General Comany,Beijing101149,China;2.Beijing HuaDun Plastics.Co.,Beijing100070,China;3.Beijing China Plastics Infocenter,Beijing100101,ChinaABSTRAC T The paper discusses the enhancing transparant principle of transparant on polyolefin,not only commenting