InfluenceofNucleatingAgentsforthePerformanceofHigh-flowAtacticPolypropyleneInjectionMoldingCompound杨鑫莉淤YANGXin-li曰易志勤于YIZhi-qin曰程丽华淤CHENGLi-hua(淤广东石油化工学院,茂名525000;于中国石油化工股份有限公司茂名分公司,茂名525000)(淤GuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology,Maoming525000,China;于SINOPECMaomingCompany,Maoming525000,China)
Abstract:Throughtheresearchofnucleatingagentsmodifieshigh-flowatacticpolypropyleneinjectionmoldingcompound'sperformance,wefindthat:addingnucleatingagentscouldimprovethemechanicalpropertiesofPPRwithdifferentdegree;theflexuralmodulus,bendingstrength,impactstrengthandrockwellhardnessofNX8000modifiedPPRrespectivelyincreasedby8.0%,13.4%,3.0%,8.1%;hazereducedby82.7%;crystallinityincreased3益andmoldingtemperaturereduced40益.关键词院成核剂;无规聚丙烯;高流动;注塑Keywords:nucleatingagents;atacticpolypropylene;high-flow;injectionmolding中图分类号院TQ325.1+4文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)01-0316-020引言聚丙烯属于半结晶树脂,其结晶行为、结晶形态、球晶尺寸直接影响制品的加工和应用性能。而结晶行为和性能与树脂的规整程度、分子量的大小、异相晶核的存在与否以及加工条件密切相关。一般认为,聚丙烯树脂的结晶形态包括琢晶型、茁晶型和酌晶型等,其中琢晶型最为稳定;茁晶型次之,;酌晶型最不稳定,不同晶型的聚丙烯将具有不同的结晶参数和加工与应用性能。聚丙烯树脂的结晶率、球晶尺寸、结晶速度亦为影响制品加工应用性能的重要因素。一般地,球晶尺寸越小,分布越均匀,结晶速度越快,对制品的加工和改性就越有利[1-3]。通过加入成核剂,改善成型过程的结晶速度,细化晶粒,不仅改善制品的成核和光泽度,而且能够改善材料的韧性,提供良好的冲击强度等综合力学性能,刚韧平衡好[4]。山梨醇类成核剂通过氢键作用形成三维纳米网状结构,比表面积大,易产生凝胶现象,从而生成大量晶核,诱导聚丙烯结晶,提高了结晶速度,是目前世界上使用最为广泛的有机类成核剂,Millad3988i是其代表品种,在制品成核性、注塑容器清晰度、缩短成型加工周期方面提供了均衡的性能。MilladNX800是一种新型成核剂,可以把不同厚度产品的雾度均降低50%,并且在各种条件下雾度保持一致。本文选用NA-21、Millad3988i、MilladNX800成核剂改性无规聚丙烯,考察了改性后无规聚丙烯的力学性能、结晶行为、成核性、气味及黄色指数。
1实验部分1.1原料及仪器聚丙烯(PPR):HT9020M,粉料,茂名石化生产;ZC-3、Millad3988i、MilladNX8000,美利肯提供;国产成核剂,市售;其它助剂:采自茂名乙烯聚丙烯车间。
高速混合器:江苏贝斯特机械有限公司产;渍35双螺杆挤出造粒机,南京科亚;K-TEC85E注塑机:进口;万能材料试验机:美国INSTRON;冲击仪:意大利CEAST;热变形维卡软化点测定仪:美国TiniusOlser;熔融指数仪:意大利西斯特(CEAST)公司产;204F1DSC热分析仪:德国Netsch;高温GPC:PL公司。
1.2试样制备将聚丙烯粉料、成核剂及其他助剂按一定比例经高速混合器混合5min,经双螺杆机挤出机于190~230挤出,干燥2h。
使用注塑机按标准工艺注塑成型1mm样片,使用成核剂3988i的注塑温度设定在230益,模温在40益,模具表面需用抛光镜面模。
1.3性能测试与表征试样的熔体流动速率依据GB/T3682(230益,2.16kg)测量;熔点、结晶点、结晶度依据ISO11357测量;拉伸屈服强度依据GB/T1040-92测量;弯曲模量依据GB/T9341-2008测量;悬臂梁冲击强度依据GB1843测量;热变形温度依据GB/T1634.2-2004测试;洛氏硬度依据GB9342;雾度依据GB/T2410-80;黄色指数依据GB2409测量。
使用偏光显微镜对各个试样的结晶形态进行观察,样品在120益下等温3h;采用204F1DSC热分析仪,对试样进行熔融和结晶性能分析,样品质量5mg,测试在氮气氛围中进行,升温速率及降温速率均为10益/min。
2结果与讨论2.1成核剂改性聚丙烯的DSC分析采用204F1DSC热分析仪,对试样进行熔融和结晶性能分析。从图1为聚丙烯及成核剂改性聚丙烯的DSC结晶曲线,可以看出加入成核剂的聚丙烯的结晶温度由123.7益上升到130.2益,结晶起始温度由117.7益上升到125.1益,这是由于成核剂的熔点比聚丙烯的高,在降温过程中,成核剂先凝聚成微细的颗粒状,成为异相晶核,促进了聚丙烯在较高温度下