Page 48 - 《橡塑技术与装备》2025年10期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

图 1 聚丙烯结构

上相对于有机成核剂还是较为逊色 [15] ，在本文里不予
详细介绍，重点介绍有机成核剂的相关进展。
2.2 有机成核剂
有机成核剂主要包括有机磷酸盐类（NA）、山梨
醇衍生物（NX）、松香类（WA）、羧酸金属盐类（MD）
和高分子类等 [16~18] ，如图 3 所显示，其中前三类成核
图 2 成核剂机理
剂使用广泛。其中又以山梨醇衍生物类成核剂使用最
加工温度，从而缩短成型周期，增加成品产量降低产
为广泛，尤其是此类成核剂的应用对聚丙烯的光学性
品加工成本。
能有独特的影响，但是其在使用过程中会产生聚甲醛
（4）使聚丙烯晶体微细化同时使低熔点的非晶部 等有毒气体，且其热敏性极强，稳定性较差 [19~20] ；有
分均匀的微细化 , 增加了聚丙烯的热变形温度。
机磷酸盐类成核剂成核效率高、无异味，但是价格昂
（5）有些成核剂在一定浓度范围内可提高聚丙烯 [21~22]
贵 ；松香基聚丙烯成核剂是一种以天然松香为原
的熔体黏度、改善加工性能。 料的制成的一类新型成核剂，该类聚丙烯成核剂无毒、
无味、无刺激性、低成本和成核效率高等优势，被认
2 成核剂的种类 为是山梨醇衍生物成核剂的有效替代品 [23~24] 。
成核剂主要分为有机成核剂和无机成核剂，聚丙
烯的结构主要由晶型决定，也就是说，结晶时成核剂
的种类决定了聚丙烯的性能。成核剂应具备通常具备
以下特性 : 加入后能明显改善聚丙烯的力学以及光学
性能，易被吸附、相容性好 ；热稳定性好熔点应高于
相应的聚合物 ；使用过程应能以较小的粒度均匀的分
散于聚丙烯熔体中 ；在聚丙烯的成核温度下成为微晶
核，可成为聚丙烯的外加晶核 , 需要其晶面吸附聚丙
烯链段的能力强 [8] 。聚丙烯成核剂从对结晶形态的影 图 3 有机成核剂种类
响上可分为 α 晶型和 β 晶型两种，从化学结构上可分
2.2.1 山梨醇衍生物
为无机类和有机类 [9] 。
山梨醇衍生物与聚丙烯具有优良的相容性。20 世
2.1 无机成核剂 纪 70 年代， Hamada K [25] 等人发现，在聚丙烯中添加
无机成核剂主要包括滑石粉 [10] 、碳酸钙、云母金
山梨醇缩苯甲醛 (DBS) 可提高聚丙烯的透光性，从而
属的氧化物 [11] 、炭黑 [12~13] 等。因其价格较低且无机
使透明型成核剂获得了迅速的发展，并于 20 世纪 80
成核剂的加入可提高聚丙烯的弯曲弹性模量和热变形
年代实现了透明聚丙烯的商业化。目前山梨醇衍生物
温度，最早被应用到工业生产。但其成核作用较有机
类成核剂已发展到第三代。第一代以美国 Milliken 化
成核剂弱，且与聚丙烯相容性和在聚丙烯中分散性均
学 品 公 司 生 产 的 Millad3905 和 新 日 本 化 学 品 公 司 的
较差 [14] ，另外制品的不透明性也使其应用受到限制。
Gel ALLD 为代表，化学结构为山梨醇缩二苯甲醛 ; 第
但是随着纳米技术的不断发展，有研究者制备纳米级
二代以 Millad3940、EC 化学品公司的 EC-4 和三井
的成核剂，例如纳米碳酸钙和纳米三氧化二铝等纳米
东亚公司的 NC-4 为代表，使用取代的苯甲醛 ( 如对
材料具有突出的表面效应、活性位点和高比表面积，
氯苯甲醛 ) 为主要原料 ；第三代产品则以德国 Millad
纳米级成核剂改良了原本的低效率，但是在结晶性能

·2· 第 51 卷 第 10 期