成核剂改性沥青的制备及性能评价

为了扩大沥青改性剂的使用范围,并改善现有技术中存在的问题。采用NAB、NAP两种成核剂来制备不同掺量的改性沥青。通过三大指标试验、DSR试验、紫外老化试验、长期老化试验和BBR试验,研究成核剂改性沥青的基本性能、高温流变性能、紫外老化性能、长期压力老化性能和低温流变性能。研究结果表明:成核剂改性沥青软化点提高12.93%,针入度下降21.60%;成核剂改性沥青高温抗车辙性能较好;其紫外老化指数和长期老化指数远低于基质沥青的,具有较明显的抗老化性能;成核剂改性沥青的低温蠕变劲度模量减小,蠕变速率增大,低温流变性能得到明显改善。成核剂改性沥青明显提高了基质沥青的高温流变性能、抗老化性能和低温流变性能,推荐成核剂最佳掺量为1.0%~2.0%。

酰肼成核剂对聚乳酸结晶和力学性能的影响

为提高聚乳酸结晶度、改善韧性,采用熔融共混向聚乳酸(PLA)中分别加入了成核剂己二酸二苯基二酰肼(SDA210)和癸二酸二苯基二酰肼(SDA356),通过差示扫描量热仪、X射线衍射仪、偏光显微镜等表征手段测试研究了两种成核剂含量对聚乳酸结晶和力学性能的影响。研究结果表明:SDA210和SDA356都是PLA的有效成核剂。当SDA210添加量为1.0%时,对PLA成核效果达到最佳,其结晶度较纯PLA提高了10.21%;而SDA356添加量为0.8%时成核效果最好,其结晶度较纯PLA提高了12.57%。两种成核剂的加入都可以提高聚乳酸复合材料的冲击性能。PLA/0.8%SDA356的无缺口冲击强度最好,达到170.08 J/M,与纯PLA相比增加了31.3%。在相同添加量的情况下,成核剂SDA356的成核效果和增韧效果均优于SDA210。

有机磷酸盐聚丙烯成核剂细微化制备及分散技术研究进展

有机磷酸盐类成核剂可改善聚丙烯(PP)的刚性和热性能,且具有热稳定性好、无毒、不易溶出等优势,应用范围广泛。但有机磷酸盐类成核剂与PP树脂的相容性有限,通常不易配混,需开发能够降低成核剂粒径、载体复配的细微化制备及分散技术,以提高有机磷酸盐类成核剂在聚丙烯中的分散效果。随着聚烯烃市场竞争愈加激烈,开发低成本的成核剂细微化制备工艺及复配技术,改善成核剂在聚丙烯中的分散性,将更有利于提升国产成核剂以及高性能聚烯烃的市场竞争力。

成核剂ST-NAB3改性扩链聚乳酸的微观结构与性能研究

使用转矩流变仪将扩链剂CEAX8840、成核剂ST-NAB3与PLA熔融共混制备改性PLA,采用扫描电子显微镜、偏光热台显微镜、差示扫描量热仪、热变形仪、万能试验机以及冲击测试仪对改性PLA微观结构、结晶性能以及力学性能和耐热性进行了表征与测试。结果表明,CEAX8840和ST-NAB3的含量分别为6%(质量分数,下同)和1%时,PLA的晶体最小,密度最大,结晶温度提高到123.9°C,结晶度达到44.9%;此外,其冲击强度和热变形温度分别提高到了64.7 kJ/m2和84.9℃。

酰肼类成核剂己二酸二苯基二酰肼对PBS复合材料性能的影响

聚丁二酸丁二酯(PBS)是近些年兴起的一类绿色环保高分子材料,具有良好的生物可降解性和生物相容性,是最具发展潜力的环境友好材料之一。然而PBS冲击强度较低,结晶性能较差,限制了其进一步的发展和应用。针对以上不足,采用酰肼类成核剂己二酸二苯基二酰肼(TMC-306)对PBS树脂进行改性,研究了酰肼类成核剂的添加量对PBS复合材料力学性能、结晶性能、加工性能以及微观形貌的影响。结果表明,TMC-306的引入明显改善了PBS/TMC-306复合材料的力学性能和结晶性能,当TMC-306添加量为15份时,PBS复合材料的冲击强度从41 J/m提高至102 J/m,提升了149%,结晶度从48.40%提高至62.01%,提升了28.12%。X射线衍射测试结果表明,成核剂TMC-306使复合材料晶面的衍射峰面积略微增大,与纯PBS晶型基本一致。流变测试结果发现,随着成核剂添加量的增加,PBS复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度均逐步增大,熔体强度得到了提高,这说明成核剂同时也改善了复合材料的加工性能。扫描电子显微镜测试结果表明,随着TMC-306的增加,PBS复合材料的断面由平整光滑变为“阶梯”式结构,且在添加量为15份时最为明显,这与力学测试结果相一致。

大分子成核剂对PBA型水性聚氨酯结晶行为的影响

以聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料制备了数均分子量9 270的水性聚氨酯(WPU),将其作为大分子成核剂加入到PBA型水性聚氨酯(以PBA、HDI、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、DMPA等为主要原料制备,数均分子量28 700)中,研究了成核剂加入量对WPU结晶性能的影响。研究表明,大分子成核剂本身具有较高的热结晶温度,它的加入提高了WPU的热结晶温度、结晶速率和结晶度,增强了WPU胶膜的力学性能。当大分子成核剂乳液加入量为3 g即20%时,WPU中PBA热结晶温度为19.6℃,结晶度为47.7%,胶膜拉伸断裂强度为11.7 MPa。

山梨醇类成核剂改性聚丙烯及其共聚物的结晶行为与性能

基于聚丙烯(PP)均聚物和不同乙烯含量的PP共聚物,系统地研究了山梨醇类成核剂含量和乙烯单元含量对PP的结晶动力学、结晶结构、结晶形貌、透明性和力学性能的影响,并通过流变行为分析了成核剂在降温过程中的自组装行为。结果表明,PP的结晶、透明性和力学性能依赖于成核剂含量和乙烯单元含量。当成核剂含量增加到0.1%(质量分数)时,显著加快PP均聚物和共聚物的结晶速率,提高结晶度,提高材料的刚性。然而,乙烯单元含量的增加使PP的结晶速率减慢,降低结晶度,降低材料的刚性。乙烯单元和成核剂的加入都促进PPγ晶的形成,而且γ晶的相对含量随乙烯单元和成核剂含量的增加而增加。增加乙烯单元和成核剂含量也提高PP的透明性。

复配成核剂改性尼龙6的结晶行为和力学性能

本文使用芥酸酰胺与褐煤蜡酸钙成核剂(TMN-102)复配制备复配型成核剂(TMN-102E)以期达到促进TMN-102在尼龙6(PA6)中的分散并研究了复合体系的结晶行为和力学性能。结果表明,TMN-102与芥酸酰胺的复配未改变TMN-102的分子结构。TMN-102可以显著加快PA6的等温和非等温结晶速率,在同一降温速率下的结晶温度和结晶度随着TMN-102的添加而提高。同时,随着TMN-102的添加,样品的非等温结晶活化能降低。这说明TMN-102可以作为PA6的有效成核剂提高其结晶性能。另外,与TMN-102E在PA6基体中的分散性大幅改善,这一改善也使其拥有比TMN-102更优异的成核效果。最后,TMN-102的添加可以通过提高PA6晶体完善程度的方式提高其缺口冲击强度和拉伸强度,且随着TMN-102E在PA6基体中均匀分散这一提高更加明显。

一种高效酰胺类透明成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了一种新型酰胺类成核剂,1,3,5-苯三甲酸三(新戊胺),对等规聚丙烯(iPP)性能的影响。首先,对iPP光学和力学性能进行表征。结果表明,该成核剂在较低的浓度下就展现了较高的成核效果,当添加量为0.3‰(质量分数,下同)时,iPP雾度降低了60.2%,弯曲弹性模量和拉伸强度分别提高了19.7%和13.7%,这说明该成核剂是一种高效的iPP透明成核剂。其次,应用偏光显微镜和差示扫描量热仪分别对iPP晶体形貌和结晶行为进行了表征。结果表明,纯iPP在30 min还未完成结晶过程,结晶速率较慢。加入成核剂后,成核iPP在4 min左右就基本完成了结晶过程,结晶速率大大提高,同时球晶尺寸明显减小。另外,成核剂使iPP结晶温度从121.1℃提高至130.0℃,熔融温度从164.1℃提高至165.8℃。这进一步说明了该成核剂的高效。最后,对纯iPP和成核iPP的等温结晶动力学进行研究,结果表明,该成核剂降低了iPP的Avrami指数n,说明其能够促进iPP的异相成核,从而加快结晶速率。

β成核剂对PPH拉伸双屈服行为的影响

均聚聚丙烯(PPH)广泛应用于制备餐盒和编织袋,加入β成核剂后,改善了PPH的韧性,但是,关于β成核剂对其拉伸双屈服行为影响的研究仍较少。因此,将β成核剂加入PPH熔体中,制备β⁃PPH粒料,再进行注射成型,得到样条测试其性能。将β成核剂加入PPH后,熔融曲线中出现了明显的β晶型熔融峰,随着其结晶峰值温度的升高,PPH的结晶能力得到提高,当β成核剂的含量为0.2%时,PPH中β晶型的相对含量达到最大值,其值为49.8%,断裂伸长率达到最佳;当β成核剂的添加量大于0.2%时,PPH中β晶型的相对含量逐渐降低,断裂伸长率下降。采用50 mm/min的速率进行拉伸,PPH发生高应力的双屈服行为,其第二次屈服应力值为35.53 MPa。而β⁃PPH的2次屈服应力值均较低,与β⁃PPH的第一次屈服应力值相比,其第二次屈服应力值更低,第一个屈服阶段,β⁃PPH产生应力发白现象且温度无明显变化;第二个屈服阶段,β⁃PPH产生局部颈缩且有明显温升现象。随着β成核剂含量的增大,β⁃PPH的第一次屈服应变值、第一次屈服应力值及第二次屈服应力值均减小,第二次屈服应变值增大。

一种酰胺类成核剂对聚丙烯成核改性研究

本文选取一种酰胺类结构成核剂N,N′,N″-三叔丁酰基-1,3,5-三氨基苯,研究了其添加浓度对均聚和共聚聚丙烯的光学性能、结晶性能以及力学性能的影响,并以山梨醇类第四代成核剂推荐用量改性材料作为对照。结果表明,N,N′,N″-三叔丁酰基-1,3,5-三氨基苯对均聚聚丙烯和共聚聚丙烯均具有良好的成核效果,均聚聚丙烯1mm薄片雾度最低为15%左右,共聚聚丙烯1 mm薄片雾度最低为11%左右,改性均聚和共聚聚丙烯拉伸强度分别为2120 MPa和1170 MPa,屈服模量分别为38.8 MPa和27.4 MPa,弯曲模量分别为2320 MPa和1080 MPa,简支梁缺口冲击强度分别为4.3 kJ/m^(2)和8.1 kJ/m^(2),均优于山梨醇第四代成核剂推荐浓度改性材料。

聚丙烯成核剂的开发与进展

聚丙烯(PP)是一种典型的半结晶热塑性聚合物,由于PP熔体的结晶速率较慢,易形成较大尺寸的球晶,其制品的光泽度和透明性较差,限制了PP在透明包装和日用品等领域的发展。目前,主要通过改变PP晶型的结晶行为达到改性PP的目的;而成核剂与PP共混改性在保留了PP原有特点的同时,透明性济表面光泽度均得到明显改善,为PP改性常用的方法。基于此,总结了PP结晶的机理,并且,综述了目前PP成核剂的研究现状,涉及的α成核剂种类包括无机类、枞酸类、环状羧酸盐类、山梨醇缩醛类及磷酸酯盐类成核剂;β成核剂种类包括稠环类、二元羧酸盐类、酰胺类、稀土类成核剂及复配型成核剂。

不同结构的成核剂对聚乳酸结晶行为的影响

为研究不同结构成核剂对聚乳酸(PLA)结晶行为的影响,选用了不同分子结构的市售成核剂(磷酸盐成核剂、酰肼类成核剂和多酰胺类成核剂)。通过红外(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)等仪器研究了成核剂的引入对PLA结构和结晶行为的影响。结果表明,不同结构成核剂在熔融共混的过程不会改变PLA的分子结构,但均能不同程度地消除或降低PLA冷结晶诱导期,细化PLA的球晶和提高PLA的结晶温度。其中,苯基磷酸锌成核剂(TMC-200)细化PLA球晶的能力最强;在不同升温速率下,含TMC-200成核剂的PLA复合材料(PLA-200)的二次升温DSC曲线上未见明显冷结晶峰;同时TMC-200成核剂可将纯PLA低于3%的结晶度提高至30%以上,PLA-200复合材料的结晶峰温度保持在100℃以上,PLA-200复合材料的结晶活化能下降至119.2 kJ/mol。

成核剂改性聚丙烯研究进展

目前工业化生产的聚丙烯(PP)通常存在热性能、电性能、光学性能等较差的缺点,特别是在低温或高应变速率等极端条件下,通常可以通过添加成核剂改善这些问题。PP成核剂可以诱导PP异相成核,使PP的结晶构造进一步细微化,即提高结晶度、降低球晶的直径,进而改进PP的各项性能。从PP成核剂的种类开始叙述,介绍了不同种类的α晶型成核剂(无机类、有机类)和β晶型成核剂(无机类、稠环芳烃类、稀土化合物等)及各自的特点,在此基础上综述了近年来的PP成核剂,并总结了它们对于PP各项性能的改性效果。最后结合PP成核剂的实际应用对PP成核剂的研究方向进行了展望。

不同金属离子复配的有机磷酸盐成核剂调控PP结晶行为和应用性能

通过添加成核剂来调控聚丙烯(PP)的结晶行为进而改善其应用性能是非常有效且可行的调控手段。采用熔融共混法分别制备了添加成核剂磷酸酯盐/硬脂酸锂(AlP/LiSt)及成核剂磷酸酯盐/硬脂酸钠(AlP/NaSt)质量分数都为0.5%的PP-Li和PP-Na复合材料,通过差式扫描量热分析仪和偏光显微镜对PP复合材料的结晶行为进行测试,结果表明,成核剂AlP/LiSt和AlP/NaSt作为有效的成核位点,可显著提高PP的结晶温度及细化PP球晶;在降温速率为5℃/min的条件下,相较于纯PP的结晶温度(113.5℃),PP-Li和PP-Na复合材料的结晶温度分别提高到127.7℃和131.3℃。力学性能测试结果表明,PP-Li和PP-Na复合材料的拉伸强度分别比纯PP提高了6.7%和14.8%,而弯曲模量分别比纯PP增加了16.6%和38.0%,说明AlP/LiSt和AlP/NaSt成核剂均可明显改善PP的拉伸强度和弯曲模量,其中AlP/NaSt成核剂的提升效果更为显著;PP-Na复合材料的冲击强度与纯PP基本持平,PP-Li复合材料的冲击强度比纯PP提高了10.3%,说明AlP/LiSt成核剂更有利于提高PP的韧性。由Kissinger法计算得到的PP复合材料的热降解反应活化能(Ed)数据表明,两种成核剂均有利于提高PP的耐热性能,PP-Li,PP-Na复合材料的Ed值较纯PP分别提高了55.4 kJ/mol和49.3 kJ/mol,表明PP-Li和PP-Na热降解所需要的温度和能量均比纯PP高。

聚丙烯用羧酸及其盐类成核剂研究

综述了聚丙烯(PP)成核剂的工作原理,同时,根据目前常见的羧酸及其盐类成核剂的分子结构进行了分类,并介绍了每种成核剂的改性效果。除此之外也提出了此类成核剂性能改善的方法,为后续羧酸盐类成核剂的研究发展提供了一些思路。

增刚成核剂对低熔抗冲聚丙烯性能的影响

以中化泉州石化有限公司生产的低熔抗冲聚丙烯C7025N(记为PP-1)为研究对象,研究了2种增刚成核剂对PP-1结构与性能的影响,并与2种商业化产品(分别记为PP-2,PP-3)进行了结构和性能比较。结果表明:2种增刚成核剂均能提升PP-1的熔体流动速率(MFR)、弯曲模量和拉伸强度,但缺口冲击强度变化不明显,同时,结晶温度和热变形温度均明显升高,且刚韧平衡性均与PP-2、PP-3处于同一水平,满足制品要求,所得制品在跌落测试和四层堆叠测试中均有良好表现。

成核剂对薄壁注塑聚丙烯K1870性能的影响

本文针对四种成核剂TD-531、NA-21、HPN-900ei和HPN-20E对薄壁注塑聚丙烯K1870的力学性能和光学性能的影响进行研究。结果表明,添加四种不同成核剂后,K1870的弯曲模量和拉伸强度均有不同程度的提高,添加1500 mg/kg成核剂,K1870的弯曲模量分别从空白聚丙烯的1410 MPa提升至1790 MPa、1770 MPa、1720 MPa和1620 MPa,拉伸强度分别从空白聚丙烯的34.2 MPa提升至37.4 MPa、37.1 MPa、36.8 MPa和36.7 MPa,其中TD-531的提升幅度最大,弯曲模量和拉伸强度分别提升27%和9.4%;随着成核剂浓度的增加,K1870的雾度逐渐降低,分别从空白聚丙烯的46.3%降低至38.2%、39.2%、41.2%和41.8%,透光率整体呈现升高趋势,分别从空白聚丙烯的80%升高至85.6%、85.3%、84.3%和84.2%;加入成核剂对聚丙烯的MFR影响不大,无须对聚丙烯加工工艺进行调整。

成核剂对不同光学纯度聚乳酸结晶行为的影响

聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)材料难以结晶的缺点限制了其作为可降解高分子材料的广泛应用。利用差示扫描量热手段系统地研究了苯基磷酸锌和己二酸二苯基二酰肼两种成核剂对不同光学纯度PLA结晶能力的影响,等温结晶时间显示两种成核剂对高光纯PLA(右旋结构含量<1%)均表现出很好的加速结晶作用,对于中低光纯PLA(右旋结构含量2.7%),苯基磷酸锌成核效果明显优于酰肼类。同时考察了成核剂对PLA样条冲击性能的影响,添加成核剂后的PLA样条冲击性能均获得提高,但对中低光纯PLA的影响更大。此外,对比验证了滑石粉含量及成核剂对滑石粉改性PLA体系结晶性能及冲击强度的影响。对于滑石粉改性高光纯PLA,等温结晶时间和冲击强度变化均不明显,说明滑石粉起主导作用;对于滑石粉改性中低光纯PLA,成核剂影响较大,可能是酰肼类成核剂可以在高温下成核,而滑石粉在较低温度下成核有关。

DSC快速检测复合助剂中山梨醇类透明成核剂含量研究

研究并建立了采用差示扫描量热仪(DSC)快速准确测定复合助剂中山梨醇缩醛类透明成核剂含量的方法。山梨醇缩醛类透明成核剂热稳定性好,熔融热焓达到181.26 J/g,可采用热焓进行换算透明成核剂含量。透明成核剂质量和热焓的标准曲线方程为m=0.005H-0.070(m为质量,H为热焓),拟合相关系数R^(2)=0.999,线性关系较好。可以利用标准曲线方程分析复合助剂中的山梨醇缩醛类透明成核剂含量。采用DSC差示扫描量热分析替代常用的高效液相色谱或气相色谱分析,DSC差示扫描量热分析方法不需要使用有机溶剂对样品进行溶解,可直接采用粉末完成测试,该方法样品消耗量少,节能,且操作简单、分析时间短,检测结果准确且绿色环保。