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成核劑是指能夠改變分結(jié)晶行為，提高制品透明度、剛性、表面光澤、抗沖擊韌性和熱變形溫度，縮短制品成型周期，提高制品加工和應(yīng)用性能的功能型化學(xué)助劑。
成核劑作為聚合物的改性助劑，其作用機(jī)理主要是：在熔融狀態(tài)下,由于成核劑提供所需的晶核，聚合物由原來的均相成核轉(zhuǎn)變成異相成核，從而加速了結(jié)晶速度，使晶粒結(jié)構(gòu)細(xì)化，并有利于提高產(chǎn)品的剛性，縮短成型周期，保持最終產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性，抑制光散射，改善透明性和表面光澤及聚合物的物理機(jī)械性能(如剛度、模量)，縮短加工周期等。而作為成核劑中重要的一類，透明劑的主要作用則是改善聚合物光學(xué)效果。我國對成核劑的研究、開發(fā)始于20世紀(jì)80年代，種類很多，現(xiàn)在實(shí)用且價格便宜和商品化的成核劑主要可分為無機(jī)成核劑、有機(jī)成核劑和高分子成核劑。此外，將PP中的α-晶型轉(zhuǎn)變?yōu)棣?晶型的轉(zhuǎn)晶劑，通常也被歸納在成核劑中。
1.無機(jī)成核劑
主要有滑石粉、碳酸鈣、二氧化硅、明礬、二氧化鈦、氧化鈣、氧化鎂、炭黑、云母等。這些是最早開發(fā)的價格便宜且實(shí)用的成核劑，但由于透明性和表面光澤度差.限制了其在高性能材料中的應(yīng)用。后來發(fā)展起來的稀土金屬類(如鑭)化合物，具有獨(dú)特的功能，作為PP晶型改性劑有其特殊的功能.同時亦可制成發(fā)光塑料等。
成核劑是適用于聚乙烯、聚丙烯等不完全結(jié)晶塑料，通過改變樹脂的結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率、增加結(jié)晶密度和促使晶粒尺寸微細(xì)化，達(dá)到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強(qiáng)度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機(jī)械性能的新功能助劑。
塑料體系
彈性體增韌塑料體系是以彈性體為分散相以塑料為連續(xù)相的兩相共混體系。塑料連續(xù)相又稱為塑料基體。彈性體可以是橡膠也可以是熱塑性彈性勹體，如EPR、EPDM、BR、POE、SBS等。早期的塑料增韌體系主要采用橡膠作為增韌劑，故稱為橡膠增韌塑料體系。20世紀(jì)80年代以來，除繼續(xù)采用橡膠作為增韌劑外，以各種熱塑性彈性體作為增韌劑的塑料增韌體系也獲得廣泛的應(yīng)用
乙丙
乙丙橡膠（EPR）改性PP。為了改善PP的抗沖肀性能，人們很早就采用橡膠與PP共混。由于EPR與PP相容性良好，所以成為增韌PP中最常用的橡膠品種。用EPR與PP共混可以改善PP的沖擊強(qiáng)度、低溫脆性。當(dāng)EPR含量為20%時，PP/EPR共混物的缺口沖擊強(qiáng)度比純PP高10倍，脆化溫度比純PP下降4倍之多。
三元乙丙
三元乙丙橡膠（EPDM）改性PP，EPDM對PP的增韌與EPR相似，隨著EPDM含量的增加，體系沖擊強(qiáng)度有較大的提高。當(dāng)EPDM含量為20%時，PP/EPDM共混物的缺口沖擊強(qiáng)度比純PP高4倍左右，耐低溫性能有所改善。
共混體系
BR
PP/BR共混體系中，順丁橡膠（BR）具有高彈性、良好的低溫性能（玻璃化溫度為-110℃左右）和耐磨性、耐撓曲性等優(yōu)良特性。而且它的容度參數(shù)與PP相近，實(shí)踐證明，它們的相容性較好，增韌效果明顯。以國產(chǎn)容體指數(shù)0.4到0.8g/10min的聚丙烯粉料和國產(chǎn)門尼粘度44的順丁橡膠按100；15（質(zhì)量比）共混，所得PP/BR共混物的常溫沖擊強(qiáng)度比純PP高6倍，脆化溫度下降4倍。同時該共混物比PP、PP/LDPE、PP/EVA等的擠出膨脹比都小，成型后尺寸穩(wěn)定性較好。
SBS
SBS 具有高彈性、耐低溫性等特點(diǎn)，同時它兼具有硫化橡膠和熱塑性的優(yōu)良性能 。研究表明，PP/SBS體系的沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長率隨著SBS加入量的增加而逐步提高，鑫茂高新材料,國產(chǎn)成核劑產(chǎn)地,湖北鑫茂高新材料有限公司，SBS含量在10到15份時，共混物的綜合力學(xué)性能最佳。
POE
聚烯烴彈性體POE是一種飽和的乙烯-辛烯共混物，是通過乙烯、辛烯的原位聚合技術(shù)生產(chǎn)的。POE具有非常窄的分子量分布和一定的結(jié)晶度。其結(jié)構(gòu)中結(jié)晶的乙烯鏈節(jié)作為物理交聯(lián)點(diǎn)承受載荷，非晶的乙烯和辛烯長鏈貢獻(xiàn)彈性，與EPR、EPDM、SBS相比對PP的增韌效果更為顯著，在汽車保險杠、擋板等件上得到普遍的應(yīng)用。當(dāng)POE的百分含量超過15%時，對PP的增韌效果明顯提高，且共混體系的模量下降較少。另外，POE對高流動性的PP仍具有良好的增韌效果，而EPDM、EPR對MI超過15g/min的PP沒有明顯的增韌效果。
改性PP獲得良好的沖擊性能，除了橡膠類作為改性劑外，還可采用塑料類，如HDPE、LDPE、PVC、PA等作為PP的增韌改性劑也可獲得良好的效果。
2.有機(jī)成核劑
有機(jī)成核劑克服了無機(jī)成核劑透明性和光澤度差的問題，并能顯著提高產(chǎn)品的加工性能。它們一般是低分子量的有機(jī)化合物，主要有脂肪羧酸金屬化合物、山梨醇芐叉衍生物、芳香族羧酸金屬化合物、有機(jī)磷酸鹽和木質(zhì)酸及其衍生物類、苯甲酸鈉和雙(對叔丁基苯甲酸)羧基鋁等。這類傳統(tǒng)的成核劑.雖然能改善PP性能.但效果并不理想，因?yàn)閮r格低廉，目前仍在一些場合使用。芳香族和脂肪族及其鹽類成核劑價格便宜，且有提高聚烯烴制品的剛度和熱變形溫度等功效.但是由于其與聚合物樹脂相容性差，使聚烯烴制品的許多性質(zhì)得不到發(fā)揮，一般限用于注塑成型制品和壓延制品。
與其他有機(jī)成核劑相比，有機(jī)磷酸鹽類化合物所改性的制品透明性、剛性、表面硬度和熱變形溫度均有較大幅度提高，而且熱穩(wěn)定好，在高溫條件下.不影響聚合物制品的其他性能，但分散性差是此類成核劑的主要缺陷。盡管此類成核劑較貴，但它具有無法比擬的使用性能，仍被廣泛應(yīng)用于與食品接觸的包裝材料中。山梨醇類成核劑對制品的透明性、表面光澤度、剛性及其他熱力學(xué)性能均有顯著的改善效果，而且與PP有較好的相容性，是目前正在進(jìn)行深入研究的一類透明成核劑。其性能好、價低，已成為國內(nèi)外開發(fā)最為活躍、品種最多、產(chǎn)銷量最大的一類PP成核劑。該類成核劑有三代產(chǎn)品：
一代是無取代基的二叉芐山梨醇(DBS)，如新日本理化公司的Gelalld和美國的Milliken公司的Millad3905等，國內(nèi)目前也有多家工廠生產(chǎn)。用DBS改性的PP透明性、表面光澤度及物理機(jī)械性能均良好。目前廣泛用于醫(yī)藥行業(yè)。但它的耐熱性較差，在較高溫度下會散發(fā)臭味，這就限制了其使用范圍。
二代產(chǎn)品是在一代基礎(chǔ)上引入取代基團(tuán).取代基可以是烷基、烷氧基和鹵素等，其數(shù)目可以是1、2、3個取代基，取代基可以相同也可以不同。其代表品種如日本EC化學(xué)的EC-4.美國Milliken的Millad3940，日本東業(yè)公司的NC-4等。
三代山梨醇成核劑產(chǎn)品的典型代表是美國Milliken公司的Mi11ad3988，它能大大改善PP產(chǎn)品的透明性，鑫茂高新材料,國產(chǎn)成核劑產(chǎn)地,湖北鑫茂高新材料有限公司，適應(yīng)于各種加工工藝，且沒有特殊
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