二亞（3，4-二甲基）芐基山梨醇成核劑及透明PP的研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是五大通用樹脂中增長速度較快的品種之一，但因其光澤度和透明性較差而限制了發(fā)展和應(yīng)用。為了改善聚丙烯的透明性能，可采用添加透明成核劑如二亞(3,4-二甲基)芐基山梨糖醇(DMDBS)的方法加以解決，本文主要研究了DMDBS成核劑的合成工藝及添加DMDBS后對聚丙烯(PP)各種性能的影響。 第一章論述了國內(nèi)外透明聚丙烯的現(xiàn)狀和前景，介紹了不同種類的成核劑，分析了山梨醇類成核劑開發(fā)現(xiàn)狀及合成研究等問題，闡述了透明成核劑的

2、結(jié)晶成核機(jī)理及相關(guān)動力學(xué)，并討論了DMDBS對聚丙烯各方面性能的影響。 第二章主要開展了以山梨醇與3,4-二甲基苯甲醛為原料、在酸催化劑條件下制備二亞(3，4-二甲基)芐基山梨醇(DMDBS)的研究。主要考察了反應(yīng)溶劑體系、加料方式、醇/醛單體摩爾比、催化劑和反應(yīng)時間等工藝條件的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)成功地制備了純度99.6％和熔點(diǎn)265.7℃(對應(yīng)峰值溫度為273.1℃)的二亞(3，4-二甲基)芐基山梨醇，其反應(yīng)收率為96.5％。另外

3、，實(shí)驗(yàn)研究表明反應(yīng)后處理對產(chǎn)物的性能有較大的影響，較合理的后處理方法為中和、除溶劑、水洗、精制、純化和真空干燥等。 第三章主要研究了DMDBS對聚丙烯結(jié)晶行為和力學(xué)性能的影響，分別考察了DMDBS對聚丙烯結(jié)晶行為、力學(xué)性能、熔融特性、熱穩(wěn)定性和透明性等的影響。實(shí)驗(yàn)表明，添加DMDBS使PP的T0c、Tpc、Tfc和Tonc均增大，尤其使Tpc提高15-20℃，球晶尺寸顯著縮小近10倍，而△TcL、D和△2c減小且結(jié)晶峰寬變窄，表

4、明結(jié)晶速率增大且晶粒分布均一細(xì)化。由于PP球晶均一細(xì)化減弱了光折射和反射的影響，增加了聚丙烯的透光率和光澤度并改善了球晶結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。添加0.3％DMDBS的PP的透光率、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度和洛氏硬度可分別提高約44％、15％、9％、11％和3％。采用Mandelkern法分析計(jì)算了非等溫結(jié)晶動力學(xué)各項(xiàng)參數(shù)，證實(shí)了添加DMDBS使PP的n減小趨于3呈異相三維成核增長、t1/2縮短27％-48％和Zt增加51％-387％，

5、說明結(jié)晶速率因異相成核結(jié)晶而顯著加快。另外，隨著降溫速率的加快，n和t1/2減小而Zt增大。PP的熱分解屬一級反應(yīng)，空氣條件會加速成核劑和PP的熱分解，添加透明成核劑可以提高熱分解初始溫度和降低熱分解終點(diǎn)溫度，但在達(dá)到極限溫度后反而會加速PP的熱分解。PP在空氣條件下的表觀活化能因?yàn)镈MDBS的添加而由120kJ/mol顯著提升至203kJ/mol(氮?dú)鈼l件下，由128kJ/mol提升至224kJ/mol)，表明DMDBS在一定條件下可