聚烯烃透明化添加剂二亚苄基山梨糖醇(DBS)系列产品的研制

研究了合成二亚苄基山梨糖醇（ＤＢＳ）、二（对甲基苄叉）山梨糖醇（ｐＭｅＤＢＳ）和二（对氯苄叉）山梨糖醇（ｐＣｌＤＢＳ）系列产品的投料摩尔比、反应时间、催化剂对甲基苯磺酸和促进剂甲醇用量等因素对ＤＢＳ产品收率和熔点的影响。在苯甲醛（或对甲基、对氯苯甲醛）和山梨糖醇投料摩尔比为２１∶１，对甲基苯磺酸、甲醇用量分别为苯甲醛和山梨糖醇投料总量的１２％和２３６％，反应时间５５ｈ条件下，ＤＢＳ、ｐＭｅＤＢＳ和ｐＣｌＤＢＳ产品收率大于８０％，熔点分别为２０２～２１６℃、２３０～２４０℃和２４５～２５８℃。

聚烯烃成核剂二亚苄基山梨糖醇(DBS)的提纯及表征

以山梨醇为原料合成了二亚苄基山梨糖醇(DBS),对DBS纯化过程进行了不同条件研究,结果表明用环己烷/丙酮60/40(v/v)的处理效果最好,DBS的最终产率达到85.9%,产品的纯度也达到98.3%。对DBS样品进行了各种表征,核磁共振结果显示DBS具有蝴蝶状结构。

1,3;2,4-二亚苄基山梨糖醇(DBS)合成动力学研究

在由对甲基苯磺酸催化的1,3;2,4-二亚苄基山梨糖醇(DBS)合成的非均相缩醛化反应中,通过对反应规律的研究,以及运用Klymko等提出的一个分形介质上暂态反应的化学动力学模型,得到了适合该过程的山梨糖醇浓度与反应时间的关系,并验证了该过程模型的正确性,得到动力学方程ln1c=0.325 lnt+2.727。

非对称型二亚苄基山梨糖醇及其衍生物合成研究

以山梨糖醇与苯甲醛和对甲基苯甲醛组成的混合醛为原料 ,制备非对称型二亚苄基山梨糖醇及其同系衍生物成核剂。在苯甲醛与对甲基苯甲醛掺混比例为 1 /9～ 3 /7时 ,制得的非对称型二亚苄基山梨糖醇成核剂与Me-DBS相比较 ,产物反应收率达到 98%,制品熔点下降 2～ 1 4℃ ,气味减弱 ,加工性能得到改善。添加量为 0 .2 %～ 0 .3 %时 ,制得的透明PP片材 ,透光率在 80 %左右。

玉米高产薄型专用地膜的开发应用研究

以LLDPE为原料 ,添加山梨醇亚苄基衍生物作成核剂 ,采用微交联工艺 ,制备了高透光、增强型超薄玉米专用地膜。讨论了成核剂和过氧化物用量对薄膜光学性能和力学性能的影响。结果表明 ,10 0质量份LLDPE中成核剂用量在 0 1～ 0 3份时 ,薄膜的力学和光学性能较佳。应用试验表明 ,超薄膜与裸地相比可增产 7% ,每公顷增收大于10 0 0元。

多元醇缩醛类PP成核剂的应用研究进展

综述了包括山梨醇和木糖醇在内的多元醇缩醛类聚丙烯(PP)成核剂的应用研究进展,比较了三代山梨醇缩醛类成核剂DBS、MDBS和DMSBS在PP中的应用性能,DBS熔点低,对PP增透效果差,使用过程中醛味大;MDBS对PP增透效果好,但使用过程中仍然会产生醛味;DMDBS熔点高,增透效果好,使用中无异味,但加工温度高;以混合醛合成的非对称成核剂PP增透效果好,成本低,使用过程不产生异味;不同代成核剂的物理复配有利于降低成本,提高应用效果;该类成核剂也可用于聚乙烯及其他聚合物的成核改性。对该类成核剂的改进集中在两方面,一方面是对成核剂本身进行改性,如山梨醇与混合醛缩合直接合成具有不对称结构的缩醛,或者将不同品种的缩醛进行物理共混、或者与其他类成核剂进行物理混合,再或者与其他助剂进行复合,目的都是为了发挥不同成分的协同效应,提高成核剂的综合性能;另一方面是对成核剂的加入方式如釜内与釜外,成核剂的分散方式如母粒形式、配成液体形式和成核剂与PP的加工工艺进行研究。在可预见的将来,还没有更好的成核剂可以取代山梨醇成核剂。

二苄叉山梨醇衍生物对PP/OBC共混材料的影响

以均聚聚丙烯(PP)为原料,乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)为增韧材料,二苄叉山梨醇衍生物(YS-688)为成核剂,采用双螺杆挤出和注塑成型方法制备PP/OBC共混材料,用DSC、WAXD和POM分析了YS-688对PP/OBC共混材料结晶性能、晶型和晶体形态的影响,测试了共混材料的力学性能。结果表明:随着YS-688含量的增加,PP/OBC共混材料的缺口冲击强度呈先上升后下降趋势,拉伸强度和弯曲强度有所提高;含3.0%YS-688母粒的PP/OBC共混材料,与纯PP相比,熔融温度降低了2.32℃,结晶温度提高了12.30℃,α晶型的衍射峰强度增大,PP球晶尺寸减小,缺口冲击强度提高了204.23%,韧性较大幅度提高。

微波辐射下合成二苄叉山梨醇

在微波辐射下,由山梨醇和苯甲醛合成1,3;2,4-二苄叉山梨醇(DBS),以环己烷为反应介质,酸为催化剂,讨论了反应条件对合成DBS的影响。结果表明,最佳反应条件为:以0.2 g对甲苯磺酸为催化剂,微波功率80 W,辐射时间20 m in,用丙酮对DBS进行提纯。

二亚苄基山梨糖醇类成核剂脱除气味的方法

二亚苄基山梨糖醇及其衍生物是一类应用效果好、市场前景比较广阔的聚烯烃塑料透明化成核剂。分析了二亚苄基山梨糖醇类成核剂产生异味的原因 ,对不同的除味方法做了综述性介绍和简要评述。

抗水树交联电缆运行安全性研究

为降低水树在中、高压电缆运行过程中的生长速度,将乙烯丙烯酸(EAA)共聚物、二亚苄基山梨糖醇(DBS)助剂加入交联聚乙烯(XLPE)基料中合成新型电缆绝缘料配方。在160℃进行混合、压片使之完成交联反应后,采用水树培养、电加速电老化试验研究添加剂含量对水树枝长度的影响。试验结果表明,在200倍偏光显微镜下可明显观察到改性后的电缆绝缘料中水树枝长度在一定范围内随着EAA及DBS含量的增加而减小,EAA及DBS在绝缘料中最佳的混合份数分别为1.5份和0.6份,抗水树交联电缆运行安全得到有效提高。

注塑成型二亚苄基山梨糖醇/茂金属等规聚丙烯的结晶结构及力学性能

利用普通注塑(CIM)和振动剪切注塑(OSIM)方法制备了二亚苄基山梨糖醇(DBS)不同质量含量的茂金属等规聚丙烯(m-iPP)试样,并研究了制品的结晶结构和性能。对试样的X射线衍射和差示扫描量热分析表明,DBS的加入使γ晶相对含量(fγ)减少,这是由于DBS生成网络结构增强了成型过程中α和γ晶的取向生成,进而抑制了试样中的γ晶含量。对试样的力学性能研究发现,添加0.5%DBS且经过OSIM成型的m-iPP试样具有最高的拉伸强度为45.2 MPa。

透明聚丙烯

综述了透明PP的应用与市场前景、结构特点与开发方法、加工技术以及成核剂的种类与特点。着重介绍了山梨醇苄叉衍生物类成核透明剂的用量。

聚丙烯中二苄叉山梨醇类透明剂含量的红外光谱法测定

建立了用傅立叶红外光谱仪快速检测聚丙烯中二苄叉山梨醇类透明剂含量的方法。二苄叉山梨醇类透明剂都含有相似的缩醛结构,在波数约1 100 cm-1处有较强的红外吸收。以对氯二苄叉山梨醇(CDBS)为例,选取1 092 cm-1处的最大吸收峰为分析对象,利用吸光度积分面积法进行了定量分析。由得到的标准曲线可知,透明剂的含量与其特征峰的吸收强度有很好的线性关系,相关系数达0.998以上。

1,3-2,4-二亚(对甲基)苄基山梨糖醇的合成研究

在14L模式釜中合成出了1,3-2,4—二亚(对甲基)苄基山梨糖醇成核剂,产品收率在98%以上,熔点合格。确定了合成反应的最佳工艺条件为酸催化剂用量A/S为1.3%左右,反应原料物质的量比为1.9～2.1,反应中要加入“促进剂M”并以方式2加入效果最好,反应时间4.5h,反应初期缓慢加热,中后期加热循环水温度90℃左右。将合成的1,3-2,4二亚(对甲基)苄基山梨糖醇(p-Me-DBS)应用于聚丙烯,结果表明p-Me-DBS透明效果好于DBS,与进口产品接近。

二亚苄基山梨糖醇系列产品的合成

研究了合成二亚苄基山梨糖醇（DBS）、二（对甲基苄叉）山梨糖醇（p—CH3-DBS）和二（对氯苄叉）山梨糖醇（p—Cl-DBS）系列产品的投料摩尔比、反应用溶剂、催化剂对甲基苯磺酸和搅拌速度等因素对DBS产品收率和熔点的影响．在苯甲醛（或对甲基苯甲醛、对氯苯甲醛）和山梨糖醇投料摩尔比为（2．0—2．1）：1，对甲基苯磺酸、环己烷用量分别为苯甲醛和山梨糖醇投料总质量的4．0％和550％，反应时间6h条件下，DBS、p-CH3-DBS和p-Cl-DBS产品收率大于70％，熔点分别为210—216℃、230～240℃和245—260℃．

长支链聚乳酸与凝胶成核剂共混物的结晶行为

在聚乳酸中引入长支链结构季戊四醇三丙烯酸酯(PETA),并与成核剂1,3∶2,4-二苯亚甲基山梨醇(DBS)/聚乙二醇(PEG)凝胶混合,研究了聚乳酸的结晶行为.结果表明,加入成核剂后长支链聚乳酸的结晶速率加快,在熔体降温过程中即发生结晶,起始结晶温度高于130℃,在升温过程中的冷结晶消失,于125℃等温结晶的半结晶时间小于1 min.结晶速率加快的原因是成核密度的大幅度增加,这主要是DBS纳米纤维的成核作用、产生长支链的PETA与DBS纤维的氢键相互作用以及PEG增塑作用相互协同的结果.

二亚苄基山梨糖醇的合成与提纯

以环己烷和甲醇为反应介质,在酸性催化剂的作用下,由苯甲醛与山梨糖醇缩合反应生成产物1,3-;2,4-二亚苄基山梨糖醇(DBS)。并利用正交实验对合成DBS的反应条件进行了讨论,得出最佳工艺:醛醇摩尔比为2.1∶1.0,w(对甲基苯磺酸)=1.2%,甲醇用量80 mL,环己烷用量70 mL。同时采用环己烷/丙酮混合溶剂对DBS进行提纯,得到高纯度且收率为67.6%的产物。

聚丙烯透明成核剂的研制

以对乙基苯甲醛和山梨醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂,在环己烷和甲醇的混合溶剂中合成了1,3∶2,4-二亚(对乙基)苄基山梨醇透明成核剂。通过正交试验确定了最佳合成工艺条件:对乙基苯甲醛与山梨醇的摩尔比为2.2∶1,催化剂用量(以山梨醇质量计)为1.5%,混合溶剂环己烷与甲醇体积比为2∶1。在此工艺条件下,产物收率可达95%以上。采用红外光谱分析了产物结构。

成核剂对聚丙烯性能的影响

研究了山梨醇苄叉衍生物等6种常用的成核剂对聚丙烯性能的影响,并着重讨论了山梨醇苄叉衍生物成核透明剂的用量对聚丙烯力学性能和光学性能的影响,探讨了用山梨醇苄叉衍生物成核透明剂制备透明聚丙烯的方法。

促进剂甲醇对合成成核剂二亚苄基山梨糖醇的影响

研究了山梨糖醇与苯甲醛在酸性催化剂条件下脱水缩合制备成核剂二亚苄基山梨糖醇(DBS)的反应规律,筛选出较好的反应溶剂﹑反应催化剂﹑反应促进剂和产品后处理工艺,确定了最佳反应条件。促进剂甲醇的使用和加入方式,对缩合反应影响最大,甲醇的最佳加入方式是分批加入法,反应温度可以在最佳的范围内波动,有利缩合反应进行,副反应较少,反应收率高,DBS产物熔点高,甲醇的最佳加入量为溶剂环己烷质量的12%左右,过量的使用对后面的反应影响不大,反而延长了反应时间,造成促进剂浪费和回收成本的增加。