聚丙烯β成核剂概述及分类
2019-12-06 08:42:53PP属于半结晶性聚合物，具有α，β，γ，δ和拟六方态５种晶型。常规加工条件下，PP主要形成α 晶型，其热力学稳定性也最高，但其冲击韧性差。γ，δ 和拟六方态3 种晶型需要在特殊情况下才能形成，并且晶型不稳定、实用性不强。PP的β晶型在热力学上属于亚稳态，但是和其它几种晶型相比较，β晶型的冲击韧性较高，尤其是低温冲击韧性方面，因此PP的β晶型研究也最为广泛，在工业上具有极大的应用前景和发展潜力。
(1) 成核剂属于晶体结构，在PP结晶之前应不熔；
(2) 成核剂性质稳定，在熔体中不发生分解反应；
(3) 成核剂通常含有平行的层状或者排列分子；
(4) 成核剂可以诱导PP发生附生结晶；
(5) 成核剂和PP可在熔融条件下发生反应，诱导PP结晶。
（1）无机类
无机类β成核剂主要包括某些无机盐、无机氧化物以及一些低熔点的金属粉末，具体包括碳酸钙，硫酸钙、氧化钇等。无机类β成核剂的价格低廉，使用成本低，但成核效率较低且在PP中的分散性差，影响PP的透明性，限制了无机类β成核剂的进一步应用。
随着纳米技术的不断进步，纳米碳酸钙，纳米三氧化二铝等纳米无机材料不断问世，由于纳米无机材料具有突出的表面效应、小尺寸效应、量子限域效应以及高比表面积，使纳米无机类β成核剂的分散性更好、材料的力学性能更突出。尽管如此，纳米无机类β成核剂的成核效率还是很低。
由于纳米无机类β成核剂具有高比表面积等优势，如果把高效型有机类β成核剂通过化学键负载在纳米无机物上，这不仅能减少有机类β成核剂的用量，节约成本，又能发挥纳米无机物高比表面积的优势，提高成核效率。
（2）具有准平面结构的稠环化合物( 染料类)
稠环化合物类成核剂（如菲、蒽、2- 巯基苯并咪唑和三分二噻嗪等化合物，以及一些有机染料如溶靛素灰，溶靛素棕，汽巴红，汽巴蓝等都）的成核性能好，但是属于染料类，使产品易带色，对材料的外观影响大，在开发透明PP等方面受到了限制，从而影响了稠环化合物类β成核剂向市场的进一步推广，一般仅在特殊应用领域以及研究中使用。
（3）第IIA族金属元素的盐类及其二元羧酸复合物
某些二元酸和第IIA族金属元素的某些盐类以及其二元羧酸复合物可以诱导PP生成β球晶。研究发现，二羧酸一般不能诱导β晶的形成，而二羧酸盐是否具有β晶型的成核活性和金属离子的种类有关，一般情况下，碱土金属盐类的成核活性高于碱金属盐类的成核活性。庚二酸钙和辛二酸钙是目前成核效果较好的脂肪族二羧酸盐类β成核剂。
但是由于高温下羧酸的稳定差，这类成核剂在加工成型过程中容易分解，以至于严重降低该类β成核剂的成核效率并影响产品的质量。
针对脂肪族二元羧酸盐类β成核剂高温易分解的缺点，可以开发芳香族或环形二元羧酸盐类β成核剂，这种β成核剂具有添加量少、成核效率高、热稳定性好的优点，并且能够显著提高PP 的韧性。
（4）稀土类化合物
稀土类β成核剂是一种添加量少，成核效率显著的新型β成核剂。有关稀土类成核剂的研究已经显示出其在改进塑料加工、增加PP 的β晶含量以及提高PP综合使用性能等方面均具有独特和显著的作用。稀土类成核剂是由镧系稀土元素与γ晶型喹吖啶酮或三苯并二噻嗪所形成的稀土有机配合物。
（5）芳香族二酰胺类
芳香族二酰胺β成核剂是一类成核效率高、诱导生成β晶能力强、与PP的相容性好、高温不易分解、综合性能优良的成核剂。酰胺类化合物是由胺类化合物与酰化剂反应所制得的产物，目前比较好的芳香族二酰胺类β成核剂有N，N′-二环己基对苯二甲酰胺和TMB–5 等。
可将芳香族二酰胺类成核剂和其它助剂进行复配以生成协同效应，如晶须和TMB–5；或者将芳香族二酰胺类成核剂和其它反应助剂通过化学反应接枝在一起，合成出“多功能基”的新型β成核剂。
芳香族二酰胺类β成核剂具有合成方便、在PP中分散性以及热稳定性好等诸多优点。因此，该类β成核剂具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
