山梨醇類成核劑的制備及其對聚丙烯性能的影響.pdf

1、聚丙烯（PP）因其低溫脆性、缺口敏感性和韌性差等缺點限制了PP的廣泛應(yīng)用。解決這一問題的根本方法是通過在PP基體中添加成核劑改善聚丙烯的結(jié)晶性能，從而改善PP的熱性能和力學(xué)性能。
　　本文由原料固體山梨醇分別與苯甲醛、對羥基苯甲醛或?qū)ο趸郊兹┰谌軇┉h(huán)己烷、促進劑無水甲醇和酸性催化劑對甲苯磺酸的作用下發(fā)生縮醛反應(yīng)，制備了三種聚丙烯成核劑1，3-2，4-二芐叉山梨醇（DBS）、1，3-2，4-二（對羥基）芐叉山梨醇（DHDBS）和1

2、，3-2，4-二（對硝基）芐叉山梨醇（DNDBS），采用傅里葉紅外光譜儀和熔點測定儀對三種聚丙烯成核劑進行表征。熔點分析表明，三種產(chǎn)物的熔點在175~190℃之間，大于聚丙烯167℃的熔點，能起到提供晶核的作用。
　　本文考察了影響縮醛反應(yīng)的因素，得到制備三種聚丙烯成核劑的最佳反應(yīng)條件。實驗結(jié)果表明，制備三種聚丙烯成核劑的最佳反應(yīng)條件基本相同，最佳的原料醛醇摩爾比為2.1：1，反應(yīng)時間為6h、催化劑對甲苯磺酸（TSA）用量為4wt

3、％、溶劑環(huán)己烷用量為600wt%，促進劑無水甲醇用量為20wt%，反應(yīng)溫度為65℃。
　　以對二甲苯為溶劑，采用溶液沉淀法將制備的三種聚丙烯成核劑分別與PP制成成核劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%和0.5wt%的改性PP粉末樣品。采用掃描電子顯微鏡（SEM）和偏光顯微鏡（PLM）觀察改性PP的球晶尺寸和形貌。結(jié)果表明，改性PP的球晶尺寸在12～30微米，與純聚丙烯相比，尺寸均一，排列規(guī)整。通過PL

4、M和X射線衍射（XRD）對改性PP的結(jié)晶形態(tài)和結(jié)晶度分析表明，三種成核劑都能很好的誘導(dǎo)α晶的生成，增加PP的結(jié)晶度。通過差示掃描量熱法（DSC）和熱失重（TG）分析表明改性PP的熔融峰溫度升高，說明添加成核劑可以改善PP的穩(wěn)定性，提高PP的分解溫度。
　　采用雙螺桿擠出機和注塑機制備成核劑含量為0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%和0.5wt%的PP標(biāo)準(zhǔn)樣條。用沖擊試驗機和萬能試驗機測定標(biāo)準(zhǔn)樣條的力學(xué)性能。結(jié)果表

5、明，三種成核劑都能不同程度的改善PP的力學(xué)性能，沖擊強度提高9.86～33.10%，斷裂伸長率提高13.33～71.11%，拉伸強度增加51.21～69.59%，彎曲模量提高42.46～64.45%，彎曲強度增加56.99～85.34%。
　　通過本實驗研究發(fā)現(xiàn)制備的三種成核劑DBS、DHDBS和DNDBS的最佳用量都為PP的0.3wt%，其中成核劑1，3-2，4-二（對羥基）芐叉山梨醇（DHDBS）分子結(jié)構(gòu)中含有多個羥基，可以形