1,3,5-苯三甲酸衍生物類聚丙烯成核劑的合成及應用研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、聚丙烯(PP)具有合成工藝簡單、綜合性能優(yōu)良及價格相對低廉,同時又容易進行改性等特點,使得其改性新材料層出不窮,在汽車、家電、交通、建筑、計算機等行業(yè)上的用量日益擴大。在聚丙烯中添加成核劑是改善聚丙烯力學性能、光學性能和提高其結晶速度的一個很有效的方法,也是近年來聚丙烯研究和開發(fā)的熱點。
   本文以1,3,5-苯三甲酸和金屬(氫)氧化物及環(huán)胺為原料,通過對反應溫度、pH值的調(diào)節(jié)等條件進行試驗,制備了四種1,3,5-苯三甲酸金屬

2、鹽(鈉鹽(Na-BTC)、鉀鹽(K-BTC)、鈣鹽(Ca-BTC)、鎂鹽(Mg-BTC))和1,3,5-苯三甲酸三(環(huán)己胺)(BTCA-TCHA),并研究了這類成核劑對聚丙烯結晶行為、力學性能、光學性能以及結晶動力學等的影響。
   結果表明:1,3,5-苯三甲酸的鈉鹽(Na-BTC)、鉀鹽(K-BTC)和鈣鹽(Ca-BTC)有很好的成核效果,可使聚丙烯的結晶峰溫度分別提高6.5℃、7.2℃和7.9℃,尤其是Ca-BTC對聚丙烯

3、結晶峰溫度的提高接近于商業(yè)化的HPN-68成核劑,從而加快了聚丙烯的結晶速度,縮短了加工成型周期。然而1,3,5-苯三甲酸的鎂鹽(Mg-BTC)效果一般。
   通過對1,3,5-苯三甲酰胺類成核劑(BTCA-TCHA)在聚丙烯中的成核效應的研究發(fā)現(xiàn),成核劑BTCA-TCHA的加入可以大幅度提高聚丙烯的結晶峰溫度(Tp)、提高聚丙烯的力學性能和降低霧度。與空白聚丙烯相比,當成核劑BTCA-TCHA添加濃度為0.2wt%時,可使聚

4、丙烯的結晶峰溫度提高12.2℃,拉伸強度提高9.72%,彎曲模量提高12.4%,霧度降低53.5%,其成核性能與典型的商業(yè)化產(chǎn)品美國Milliken化學品公司的山梨醇類成核劑Millad3988相當。
   通過對BTCA-TCHA成核改性聚丙烯的非等溫結晶動力學研究表明:修正Avrami方程的Jeziorny方法和莫志深法都適用于BTCA-TCHA成核劑改性聚丙烯的非等溫結晶動力學研究。從修正Avrami方程的Jeziorny

5、方法分析發(fā)現(xiàn),空白聚丙烯與成核聚丙烯的半結晶時間(t1/2)隨著降溫速率的增大而降低。在同樣的降溫速率下,空白聚丙烯的t1/2比成核聚丙烯的t1/2要大。當降溫速率為10℃/min時,空白聚丙烯和成核聚丙烯的t1/2分別為0.67min和0.56min。另外,空白聚丙烯和成核聚丙烯的Avrami指數(shù)分別為3.91和3.28,這表明BTCA-TCHA的加入改變了聚丙烯的結晶成核和生長方式。從莫志深法分析發(fā)現(xiàn),空白聚丙烯和成核聚丙烯的F(T

6、)隨著相對結晶度的增加而增大,當相對結晶度從20%增加到80%時,空白聚丙烯和成核聚丙烯所需的降溫速率分別從2.85和1.21上升至4.29和1.64。達到相同的結晶度,空白聚丙烯所需的降溫速率要大于成核聚丙烯所需的降溫速率。當相對結晶度為20%時,空白聚丙烯和成核聚丙烯所需的冷卻速率分別為2.85和1.21,表明BTCA-TCHA的加入能有效地提高聚丙烯的結晶速度,與Jeziorny方法得到的結論一致。在非等溫結晶條件下,BTCA-T

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