抗老化透明聚丙烯的制备及性能

聚丙烯(PP)是一种半结晶型聚合物，具有优异的力学性能，得到广泛应用。在PP的众多晶型中α晶型是最常见和最稳定的晶型，但是这种晶型的球晶尺寸大，导致PP的透明性能较差。另外，PP链结构中的叔碳原子对氧较为敏感，极易氧化生成自由基，在光照或热加工时PP制品易发黄。这些缺陷限制了PP在透明材料领域的应用。此外PP作为包装材料时往往还需要具有优异的抗老化性能，以保证产品的质量。因此在提高PP透明性的同时，保持材料的抗老化性能也尤为重要。

目前，提高PP透明性方法主要是添加成核剂。高活性成核剂主要包括取代芳基有机磷酸类和山梨醇类有机成核剂。虽然市场上成核剂种类繁多，但主要还是以增透、增强类成核剂为主。单一添加成核剂的PP不足以满足透明制品种类日益增多的需求，拥有多种附加性能的改性PP研究倍受研究人员青睐。贵州大学等通过复配分散剂、抗氧剂，研究复合助剂对iPP/成核剂NA–11 (NiPP)材料抗老化性能、透明性和结晶行为的影响，探讨其在PP改性中的协同作用。

主要原材料

iPP：T30S，中国石油兰州石化公司;

成核剂：NA–11，日本ADEKA公司;

抗氧剂：1010，168，德国巴斯夫公司;

复配抗氧剂：B215，德国巴斯夫公司;

分散剂：乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，纯度>95%，苏州联胜化学有限公司;

分散剂：聚乙烯(PE)蜡(CH–10)，广州顺德亚宇塑料助剂厂。

样品制备

将0.2份成核剂、0.5份抗氧剂、0.1份分散剂与100份iPP粒料在高速混合机中均匀混合。在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机螺杆温度：Ⅰ区170℃，Ⅱ区175℃，Ⅲ区180℃，Ⅳ区185℃，Ⅴ区190℃，Ⅵ区195℃，Ⅶ区200℃，Ⅷ区215℃，机头温度210℃。螺杆转速为200 r/min。

将挤出的iPP粒料在空气中敞开干燥48 h，在注塑机中进行注塑，注塑工艺参数为：注射温度200，190，180℃，注射速率95%，注塑压力50%，冷却时间20 s。注塑标准力学性能试样用于力学性能测试，注塑透明板用于雾度测试，透明板尺寸为50 mm×50 mm×1 mm。

性能汇总

(1)添加EBS作为分散剂时，NiPP材料的雾度增加了34.8%，严重影响材料的透明性能。相比EBS，以PE蜡作为分散剂时，NiPP材料的雾度仅增加7.4%，并且NiPP材料的力学性能保持较好。

(2)三种抗氧剂对NiPP材料的结晶性能影响较小。添加抗氧剂1010对NiPP材料光学性能的影响最严重，抗氧剂168次之，复合抗氧剂B215最小。经过35 d热氧老化后，添加抗氧剂1010的NiPP材料的抗老化能力最好，复合抗氧剂B215次之，抗氧剂168最差。

(3)选择以分散剂PE蜡、抗氧剂B215和有机磷酸盐成核剂NA–11组成的复合改性剂，不仅能够保持NiPP材料的透明性能，还能赋予其优异的抗老化性能。NiPP/PE蜡/B215材料的雾度仅为15.0%，透光率为67.2%，经过35 d热氧老化后材料的拉伸强度保持率为83.75%，弯曲强度保持率为81.36%，缺口冲击强度保持率为72.32%。

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