華東理工大學(xué)精品課程課件-高分子材料助劑、透明劑

1、第十八章 透明劑（Transparent agent）主講教師： 趙世成 透明聚丙烯的應(yīng)用注塑中空成型吹拉成型薄板擠壓熱成型薄壁注塑流延薄膜居室部件活動(dòng)關(guān)節(jié)儲(chǔ)藏箱儲(chǔ)存蓋醫(yī)療器械電子盒、影帶盒防護(hù)包裝蓋板設(shè)備部件調(diào)料瓶清潔劑瓶水瓶食品飲料瓶水瓶藥瓶干食品和調(diào)料罐洗潔精瓶嬰兒奶瓶居室部件液體皂和洗滌劑錄像帶套盒裝配盒、午餐盒鋪地板材衛(wèi)生產(chǎn)品文教辦公用品泡沫包裝材料醫(yī)用托盤一次性熟食盤微波速食飲料杯一次性果汁瓶乳品箱包裝餅干盤奶制品箱包裝熟食盛具一次性飲料杯儲(chǔ)存容器影集護(hù)層衛(wèi)生用品糖果包裝紙醫(yī)用薄膜透明聚丙烯的應(yīng)用透明聚丙烯制品 透明劑的種類、代表產(chǎn)品及性能 各代二芐叉山梨醇類透明劑R1R2化學(xué)名稱

2、縮寫第一代HH二芐叉山梨醇DBS 第二代ClH二（對(duì)氯芐叉）山梨醇p-Cl-DBSMeH二（對(duì)甲基芐叉）山梨醇p-Me-DBSEtH二（對(duì)乙基芐叉）山梨醇p-EtDBS第三代MeMe二（3,4-二甲基芐叉）山梨醇DMDBS二亞芐基山梨醇類透明劑1 各代二芐叉山梨醇類透明劑對(duì)聚丙烯霧度的影響（透明劑添加量為0.24wt）霧度（Haze)：透光率（Transmittance）：透過材料的光通量與入射到材料表面上的光通量之百分率 霧度是指透過試樣偏離入射光方向的散射光通量與透射光通量之比透明性能催化劑：濃硫酸、鹽酸、磷酸及對(duì)甲苯磺酸等溶劑：環(huán)己烷合成方法新結(jié)構(gòu)山梨糖醇衍生物類透明劑基本無毒性，可用于

3、食品、飲料、醫(yī)藥包裝及醫(yī)療器械等方面，但氣味較大的會(huì)使食品、飲料等帶上異味，一般不用于食品、飲料等的包裝，市場受到一定限制。應(yīng)用領(lǐng)域其中，R1單鍵， (m=1,2),CHR4，S；R2，R3H，烷基（C18）； 各代磷酸酯鹽類透明劑化學(xué)名稱商品縮寫代號(hào)第一代二(4-叔丁基苯基)磷酸酯鈉鹽NA-10第二代甲撐雙(2，4-二叔丁基苯基) 磷酸酯鈉鹽NA-11, NA-40第三代以甲撐雙(2，4-二叔丁基苯基) 磷酸酯鋁鹽為主的復(fù)配物NA-21, NA-45 M堿或堿土金屬離子；n1，2。有機(jī)磷酸酯鹽類透明劑 （Organic Phosphates） 2透明性能Effects of differen

4、t nucleating agents (0.25 wt%) on haze value of iPP合成方法NA11NA21松香脂類透明劑 (Rosin Type Nucleating Agent)3單組份易于揮發(fā)和升華，其穩(wěn)定性較差，對(duì)于聚丙烯增透效果不好。影響透明劑增透效果的因素濃度效應(yīng)PP樹脂MI/(g/10min)霧度/%光澤度/%現(xiàn)象PP F3003.070.285.5不透明PP F4012.878.579.8不透明聚丙烯樹脂混合擠出成型加工條件透明劑對(duì)聚丙烯其它性能的影響力學(xué)性能透明劑的作用機(jī)理(Mechanism)成核劑異相成核機(jī)理Thierry、Garg 和Kobayashi

5、等提出增透網(wǎng)絡(luò)成核機(jī)理；透明劑先結(jié)晶形成纖維狀網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)不僅分散均勻，且其中的纖維直徑僅有10nm，表面形成結(jié)晶成核中心。纖維網(wǎng)絡(luò)具有極大的表面積，纖維直徑與聚丙烯結(jié)晶厚度相匹配，纖維很細(xì)。增透網(wǎng)絡(luò)成核機(jī)理Spepard和Thorsten等運(yùn)用超分子結(jié)構(gòu)和凝膠化理論分別研究和解釋了DBS類透明劑的增透機(jī)理。透明劑在聚丙烯熔體中形成超分子結(jié)構(gòu)的凝膠化成核作用。DBS通過氫鍵形成三維納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，比表面增加，產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，為形成大量均勻分布的晶核奠定基礎(chǔ)。超分子結(jié)構(gòu)的凝膠化增透機(jī)理“V型結(jié)構(gòu)”理論Shiho Yoshimoto, Takahiko Ueda, Keiji Yamanaka,

6、et al. Polymer, 2001, 42(23):9627-9631.目前，透明成核劑作用機(jī)理尚無定論，設(shè)計(jì)新的透明劑也無明顯的規(guī)律可循，仍需進(jìn)一步深入研究。機(jī)理研究現(xiàn)狀透明劑的生產(chǎn)消費(fèi)現(xiàn)狀在美國，透明劑的生產(chǎn)量每年以8的速度增長，遠(yuǎn)高于一般塑料添加劑5的增長率，同時(shí)還合成出一系列不同牌號(hào)的透明劑，形成了一個(gè)新的塑料助劑產(chǎn)業(yè)，透明劑的生產(chǎn)和消費(fèi)量均為世界第一。日本透明劑的消耗量也在1000T以上。我國對(duì)透明劑的開發(fā)與應(yīng)用起步較晚，在工藝的研究和應(yīng)用開發(fā)方面均與國外存在較大的差距。國內(nèi)透明PP的應(yīng)用僅限于薄膜、片材、杯子、微波爐炊具及其它少量的吹塑制品等方面。估計(jì)到2005年國內(nèi)需求量可達(dá)到200300KT/a。公司廠址商品名Millken美國南卡羅萊納州布萊克斯堡Millad3905 Millad3940美國南卡羅萊納州因蔓Millad3988新日本化學(xué)品公司日本京都Gel ALL D、Gel ALL MDGel ALL DH、Gel ALL DXEC化學(xué)品公司日本大阪EC-1、EC-4三井東亞公司日本九州島NC-4、NC-5、NC-6國外主要透明劑的生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品廠家廠址商品名蘭州化工研究院蘭州DBS(二亞芐基山梨糖醇，熔點(diǎn)202216)廣州石化研究院廣州GPC818山西省化學(xué)研究所太原市TM1(熔點(diǎn)220)TM2(熔點(diǎn)240)TM3(熔點(diǎn)245)湖北省樹脂研究所松滋市