芳基二酰胺成核剂对均聚聚丙烯应用性能及结晶行为的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.019

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (12): 123-129.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.019

芳基二酰胺成核剂对均聚聚丙烯应用性能及结晶行为的影响

王晨¹(), 李向阳², 周丽³

^1.山西化工研究所（有限公司），山西晋中 030600
^2.山西职业技术学院，太原 030006
^3.山西低碳环保产业集团有限公司，太原 030000

收稿日期:2024-03-06 出版日期:2024-12-26 发布日期:2024-12-25
作者简介:王晨，女，工程师/本科，主要从事塑料助剂的研发和高分子材料的改性，995937882@qq.com
基金资助:
山西省省属转制科研院所科研条件提升专项，山西省重点研发计划(202102040201004)

Effect of aryl diamide on application performance and crystallization behavior of homopolymerization⁃type polypropylene

WANG Chen¹(), LI Xiangyang², ZHOU Li³

^1.Shanxi Provincial Institute of Chemical Technology Co，Ltd，Jinzhong 030600，China
^2.Shanxi Polytechnic College，Taiyuan 030006，China
^3.Shanxi Low Carbon Environmental Protection Industry Group Co，Ltd，Taiyuan 030000，China

Received:2024-03-06 Online:2024-12-26 Published:2024-12-25

摘要/Abstract

摘要：

以均聚PP⁃700+为基体树脂，以2，6⁃苯二甲酸环己酰胺（TMB⁃5）为β晶成核剂，采用熔融共混法制备β晶改性聚丙烯。利用偏光显微镜、差示扫描量热仪、万能试验机、数位冲击试验机以及热变形温度测定仪分析了TMB⁃5对均聚聚丙烯应用性能及结晶行为的影响。结果表明，添加TMB⁃5成核剂后，诱导α晶型逐渐转变为β晶型，随着添加量的增加，PP⁃700+的β晶含量，结晶温度逐渐增大，结晶速率逐渐增快。当0.2 %的TMB⁃5添加到PP⁃700+基体中，β晶改性材料的β晶含量提高至84.9 %，拉伸强度提高4.5 %，弯曲模量与弯曲强度分别提高14.6 %和13 %，同时冲击强度未受到损失，悬臂梁冲击强度与简支梁冲击强度分别提高9.8 %和5.9 %，热变形温度提高了42.13 ℃。

关键词: 聚丙烯, β成核剂, 力学性能, 结晶行为, 热变形温度

Abstract:

The β⁃form crystallization⁃modified polypropylene （PP） was prepared through melt blending with homopolymerization⁃type PP⁃700+ as a matrix resin and 2，6⁃benzenedicarboxamide （TMB⁃5） as a β⁃form nucleating agent. The effects of TMB⁃5 on the application performance and crystallization behavior of the modified PP were analyzed by using polarizing microscope， differential scanning calorimeter， universal testing machine， digital impact testing machine， and heat deflection temperature tester. The results indicated that the α⁃form crystal of PP⁃700+ were gradually transformed to the β⁃form ones through induction by the TMB⁃5 nucleating agent. With an increase in the addition amount of TMB⁃5， the content of the β⁃form crystals， crystallization temperature and crystallization rate of the modified PP gradually increased. When 0.2 wt.% TMB⁃5 was incorporated into the PP⁃700+ matrix， the content of the β⁃form crystals in the modified PP increased to 84.9 %. As a result， its tensile strength， flexural modulus， and flexural strength were increased by 4.5 %， 14.6 %， and 13 %， respectively. However， there was no change in the impact strength. The modified PP obtained an increase in the impact strength by 9.8 % for the cantilever beam mode and by 5.9 % for the Charpy beam mode， and its heat deflection temperature was increased by 42.13 ℃. These results ensure PP⁃700+ obtain a wider application range. The modified PP developed in this work is especially suitable for the products that need to be used or sterilized at high temperature， such as plastic hot drink cups， microwave cookers， baby bottles， and disposable lunch boxes.

Key words: polypropylene, nucleating agent, mechanical property, crystallization behavior, heat deflection temperature

中图分类号:

TQ323.4

王晨, 李向阳, 周丽. 芳基二酰胺成核剂对均聚聚丙烯应用性能及结晶行为的影响[J]. 中国塑料, 2024, 38(12): 123-129.

WANG Chen, LI Xiangyang, ZHOU Li. Effect of aryl diamide on application performance and crystallization behavior of homopolymerization⁃type polypropylene[J]. China Plastics, 2024, 38(12): 123-129.

图/表 12

图1 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+二次熔融曲线

Fig.1 PP⁃700+ secondary melting curves under different TMB⁃5 contents

样品编号	α熔融峰温/℃	β熔融峰温/℃	α熔融热焓/J/g	β熔融热焓/J/g	β晶含量/%
a	161.90	147.96	111.56	36.42	33.3
b	163.14	150.06	27.65	94.56	77.4
c	163.79	151.32	22.72	98.90	81.3
d	164.35	151.69	19.04	97.26	83.6
e	164.58	151.87	20.83	102.33	83.1
f	165.81	152.10	17.94	100.84	84.9
g	165.62	152.60	16.96	99.44	85.4
h	165.80	152.65	18.04	99.67	84.7

表1 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+二次熔融数据表

Tab.1 PP⁃700+ secondary melting date under different TMB⁃5 contents

图2 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+β晶含量曲线

Fig.2 β crystal form content curves of PP⁃700+ under different TMB⁃5 additions

图3 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+等温结晶曲线

Fig.3 Isothermal crystallization curves of PP⁃700+ under different TMB⁃5 additions

样品	结晶峰温/℃	结晶热焓/J•g^-1	半晶时间（138 ℃）/s
a	118.02	118.21	无峰
b	123.77	121.56	454
c	124.93	118.55	376
d	125.86	115.66	248
e	126.65	119.37	220
f	127.52	117.03	184
g	128.03	113.17	160
h	130.00	114.29	82

表2 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+结晶数据表

Tab.2 PP⁃700+ crystallization date under different TMB⁃5 contents

图4 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+半晶时间曲线

Fig.4 t1/2 curves of PP⁃700+ under different TMB⁃5 additions

图5 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+WAXD曲线

Fig.5 WAXD curves of PP⁃700+ under different TMB⁃5 additions

图6 不同TMB⁃5添加量下的PP⁃700+的PLM照片

Fig.6 PLM photos of PP⁃700+ under different TMB⁃5 additions

图7 TMB⁃5含量对PP⁃700+拉伸强度的影响

Fig.7 Effect of TMB⁃5 additions on tensile strength of PP⁃700+

图8 TMB-5添加量对PP⁃700+弯曲性能的影响

Fig.8 Effect of TMB-5 additions on flexural properties of PP-700+

图9 TMB⁃5含量对PP⁃700+冲击强度的影响

Fig.9 Effect of TMB⁃5 content on impact strength of PP⁃700+

图10 TMB⁃5含量对PP⁃700+HDT的影响

Fig.10 Effect of TMB⁃5 content on HDT of PP⁃700+

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