长链脂肪酸钠/芳基酰胺脂肪酸钠复配成核剂对聚丙烯性能影响研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.06.009

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (6): 60-65.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.06.009

长链脂肪酸钠/芳基酰胺脂肪酸钠复配成核剂对聚丙烯性能影响研究

董亚鹏¹(), 赵恬娇¹, 王美珍¹, 崔文举², 林福华³, 王波¹()

^1.太原科技大学化学工程与技术学院，太原 030024
^2.太原科技大学环境与资源学院，太原 030024
^3.山西工程科技职业大学交通工程学院，山西晋中 030619

收稿日期:2023-10-31 出版日期:2024-06-26 发布日期:2024-06-20
通讯作者: 王波（1988-），男，副教授，博士，主要从事高分子材料功能化改性研究，wangbo@tyust.edu.cn
E-mail:dongbingyan2022@163.com;wangbo@tyust.edu.cn
作者简介:董亚鹏（1999-），男，硕士研究生，主要从事高分子材料功能化改性研究，dongbingyan2022@163.com
基金资助:
山西省科技成果转化引导专项(202204021301061);山西省专利转化专项计划(202303010);山西省高等学校科技创新计划(2023L421)

Effect of long chain fatty acid sodium/sodium arylamide fatty acid compounding nucleating agent on properties of polypropylene

DONG Yapeng¹(), ZHAO Tianjiao¹, WANG Meizhen¹, CUI Wenju², LIN Fuhua³, WANG Bo¹()

^1.School of Chemical Engineering and Technology，Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan 030024，China
^2.School of Environment and Resources，Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan 030024，China
^3.School of Traffic Engineering，Shanxi Vocational University of Engineering Science and Technology，Jinzhong 030619，China

Received:2023-10-31 Online:2024-06-26 Published:2024-06-20
Contact: WANG Bo E-mail:dongbingyan2022@163.com;wangbo@tyust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

使用长链脂肪酸钠盐与芳基酰胺脂肪酸钠（SCAB）复配作为聚丙烯（PP）成核剂，研究了复配前后SCAB对PP结晶及力学性能的影响。结果表明，长碳链脂肪酸钠盐在复配过程和PP加工温度下均未改变SCAB的分子结构且复配可以明显改善SCAB分子间聚集状态；PP的结晶速率、缺口冲击强度和拉伸强度随着长链脂肪酸钠盐的碳链长度延长大幅提高且复配物未影响PP的晶体生长方式；硬脂酸钠复配的SCAB由于在PP基体中优异的分散性，能够更有效细化PP球晶，完善晶体结构，使其结晶速率提高6.3倍，缺口冲击强度提升27.3 %，拉伸强度增长8.2 MPa。

关键词: 聚丙烯, 长链脂肪酸钠盐, 芳基酰胺脂肪酸钠, 复配, 结晶性能, 力学性能

Abstract:

The sodium salt of long chain fatty acid and sodium of arylamide fatty acid were compounded to form a compounding nucleating agent （SCAB）， and its effect on the crystallization and mechanical properties of polypropylene （PP） was investigated. The results indicated that the molecular structure of SCAB was not changed during its compounding process or at the processing temperature of PP， and its intermolecular aggregation state was significantly improved by the compounding process. The nucleated PP showed a significant increase in the crystallization rate， notch impact strength， and tensile strength with the extension of the carbon chain length of sodium salt of long chain fatty acid. The compounding did not affect the crystal growth mode of PP. Owing to the excellent dispersibility of SCAB in the PP matrix， a combination of SCAB with sodium stearate could refine the PP spherulites effectively and improve its crystal structure. This resulted in an increase in the crystallization rate of PP by 6.3 times， in the notch impact strength by 27.3 %， and in the tensile strength by 8.2 MPa.

Key words: polypropylene, long chain fatty acid sodium salt, sodium arylamide fatty acid, compounding, crystallization property, mechanical property

中图分类号:

TQ325.1⁺4

董亚鹏, 赵恬娇, 王美珍, 崔文举, 林福华, 王波. 长链脂肪酸钠/芳基酰胺脂肪酸钠复配成核剂对聚丙烯性能影响研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(6): 60-65.

DONG Yapeng, ZHAO Tianjiao, WANG Meizhen, CUI Wenju, LIN Fuhua, WANG Bo. Effect of long chain fatty acid sodium/sodium arylamide fatty acid compounding nucleating agent on properties of polypropylene[J]. China Plastics, 2024, 38(6): 60-65.

图/表 10

图1 SCAB及其复配物的FTIR谱图

Fig.1 FTIR spectra of the SCAB and complexes

图2 SCAB及其复配物的微观形貌

Fig.2 Microscopic morphology of PP/SCAB composites

图3 复合材料的非等温结晶行为相关曲线

Fig.3 Correlation curves of non⁃isothermal crystallization behavior of the composites

样品编号	T_c/℃	T_m/℃	ΔH_m/J•g^-1	X_c /%
PP	116.1	165.2	73.14	41.32
PP/SCAB	129.3	165.3	73.96	41.78
PP/SCAB⁃14Na	130.1	165.3	79.31	45.26
PP/SCAB⁃16Na	130.4	165.3	82.45	47.05
PP/SCAB⁃18Na	130.5	165.4	86.15	49.16

表1 复合材料的非等温结晶相关参数

Tab.1 Non⁃isothermal crystallization parameters of the composites

图4 复合材料在135 ℃的等温结晶曲线

Fig.4 The isothermal crystallization curves of the composites at 135 ℃

图5 复合材料在135 ℃下相对结晶度随结晶时间变化曲线

Fig.5 The relative crystallinity of the composites varies with crystallization time at 135 ℃

图6 复合材料在135 ℃的下的等温结晶动力学曲线

Fig.6 The isothermal crystallization kinetics curves of the composites at 135 ℃

样品名称	T_c/℃	n	K	t_1/2/min	t’_1/2/min
PP	135	2.35	0.019	4.70	4.75
PP/SCAB	135	2.13	1.495	0.70	0.78
PP/SCAB⁃14Na	135	2.44	1.505	0.69	0.77
PP/SCAB⁃16Na	135	1.95	1.595	0.68	0.76
PP/SCAB⁃18Na	135	1.98	1.775	0.67	0.75

表2 复合材料等温结晶动力学参数

Tab.2 Isothermal crystallization kinetics parameters of the composites

图7 复合材料的力学性能

Fig.7 Mechanical properties of the composite materials

图8 复合材料在135 ℃等温结晶完成的晶体形貌

Fig.8 The crystal morphology of the composites obtained by isothermal crystallization at 135 ℃

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长链脂肪酸钠/芳基酰胺脂肪酸钠复配成核剂对聚丙烯性能影响研究

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