高光澤透明聚丙烯的研究進(jìn)展

1、高光澤透明聚丙烯的研究進(jìn)展摘要：聚丙烯作為一種多功能的，具有輕質(zhì)感的可塑性材料，以其低廉的價(jià)格和良好的性能被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，受到各領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的廣泛關(guān)注。尤其是對(duì)于改性后的聚丙烯材料，具有高光澤、透明的特點(diǎn)而得到了越來(lái)越多研究者的重視。本文通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，介紹了提升高光澤透明聚丙烯材料的幾種方法，以及增光增透的機(jī)理，綜述了高光澤透明聚丙烯材料的研究現(xiàn)狀以及進(jìn)展，對(duì)未來(lái)的進(jìn)一步深化研究提供了理論指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：高光澤;透明;聚丙烯;研究進(jìn)展我們常說(shuō)的世界五大通用的合成樹脂中，其中一種便是聚丙烯，并且聚丙烯是其中發(fā)展速度最快，應(yīng)用最廣的一種合成樹脂，與其他共通塑性塑料相比較而言，聚丙

2、烯具有無(wú)毒無(wú)味、輕質(zhì)、耐熱、穩(wěn)定、絕緣性好以及優(yōu)異的力學(xué)性能的特點(diǎn)，并且價(jià)格低廉，材料來(lái)源廣泛易獲取的特性而受到相關(guān)領(lǐng)域的喜愛(ài)，被廣泛應(yīng)用于汽車運(yùn)輸、家具制作、機(jī)械制造、包裝、化工、電力等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。1但是作為一種部分結(jié)晶性的聚合物，聚丙烯的結(jié)晶速率緩慢，結(jié)晶效果不高，在整個(gè)過(guò)程中容易形成大尺寸的晶球，從而降低材料的穩(wěn)定性，和透光性，使得成型聚丙烯材料的透明度較差，外觀上缺少美感，也在一定程度上限制了聚丙烯材料在一些領(lǐng)域，如包裝、家具制作、家用品等行業(yè)中的進(jìn)一步深入發(fā)展和推廣應(yīng)用。2為了改善并改進(jìn)聚丙烯存在的這種缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者針對(duì)聚丙烯的改性，尤其是針對(duì)提高其高光澤透明性能投入了大量人

3、力物力和財(cái)力研究，取得了較好的成果。經(jīng)過(guò)增透改性后的聚丙烯材料，不僅保持了其原有的良好性能，并且具備了優(yōu)良的透光性和光澤度，這樣一種耐高溫且美觀的材料在市場(chǎng)上的應(yīng)用更加廣泛。本文將對(duì)聚丙烯材料增光增透改性的研究進(jìn)展進(jìn)行闡述，介紹增加聚丙烯材料高光澤和透明度主要的幾種途徑以及其內(nèi)在增光增透的機(jī)理，以期對(duì)改性材料的進(jìn)一步深化研究提供一定的理論指導(dǎo)。一、高光澤透明聚丙烯材料的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展（一）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展對(duì)聚丙烯材料的光澤透明改性研究來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)的起步較晚，但是進(jìn)度卻非?？焖佟８鶕?jù)一組數(shù)據(jù)顯示，在2000年，國(guó)內(nèi)對(duì)于改性后的高光澤透明聚丙烯的需求就達(dá)到了十離噸，經(jīng)過(guò)十年的發(fā)展，對(duì)這種材料的需求

4、已增長(zhǎng)至45萬(wàn)噸。日益增長(zhǎng)的需求此類行業(yè)的不斷發(fā)展激發(fā)了國(guó)內(nèi)的研究熱情，據(jù)了解，早在1993年，燕山石化已先后研發(fā)出了不同牌號(hào)的光澤透明感聚丙烯材料產(chǎn)品，其中的一部分牌號(hào)產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的醫(yī)用輸液裝置以及視頻領(lǐng)域的包裝;1997年，上海的石化公司成功研發(fā)出了性能更好的無(wú)硅共聚聚丙烯材料（PPR,這種產(chǎn)品相較于傳統(tǒng)的均聚性透明聚丙烯來(lái)說(shuō)，其透明度、表面的光澤感以及力學(xué)剛韌性更加優(yōu)良，可以說(shuō)在一定程度上替代了進(jìn)口產(chǎn)品，成為國(guó)產(chǎn)主流;2000年揚(yáng)子石化公司利用N-Z催化劑生產(chǎn)研發(fā)出了高透明聚丙烯材料，其剛度、透明度和耐熱性均已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求;2012年，齊魯石化在Milliken

5、公司的最先進(jìn)成核劑的基礎(chǔ)下，研發(fā)出了新型的聚丙烯產(chǎn)品，在外觀、透明度、力學(xué)性能、穩(wěn)定性等方面均得到了很大程度的提升;2014年，獨(dú)子山石化生產(chǎn)研發(fā)出的新型聚丙烯產(chǎn)品得到了國(guó)家食品藥品安全監(jiān)督管理局的認(rèn)可，通過(guò)了性能的嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，并且在2016年生產(chǎn)出了可用于食品包裝等的高檔膜料，在很大程度上減少了國(guó)內(nèi)對(duì)此產(chǎn)品的進(jìn)口依賴。（二）國(guó)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展國(guó)外針對(duì)聚丙烯材料的改性研究開始的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于國(guó)內(nèi)，國(guó)外最早出現(xiàn)的能夠改進(jìn)聚丙烯材料透光性和表面光澤感的商業(yè)化成核劑是山梨醇類，山梨醇類的成核劑可以極大地提高聚丙烯的成核度，同時(shí)在一定程度上可以降低晶核的尺寸，提高透明度。但是初期的這種成核劑穩(wěn)定性較差，且

6、會(huì)使得最終的產(chǎn)品帶有異味。Solvay公司研發(fā)出的EILexPK176號(hào)透明聚丙烯材料是一種無(wú)規(guī)共聚物，其光澤感較好，并且具備良好的穩(wěn)定性和耐應(yīng)力;BPAmoco公司在與美國(guó)美利肯公司的合作下，通過(guò)使用Milad3988型透明成核劑開發(fā)出了一系列的透明樹脂;Huntsman公司制備出了高光澤透明聚丙烯材料具有較高的耐高溫性，能夠承受住高溫的滅菌處理被廣泛應(yīng)用。二、聚丙烯增光增透的主要途徑（一）PP聚丙烯材料增光增透的改性機(jī)理作為典型的部分結(jié)晶性聚合物來(lái)說(shuō)，其結(jié)晶的過(guò)程分為成核和晶粒生長(zhǎng)兩個(gè)階段。與透明度有關(guān)的是晶球的尺寸和結(jié)晶度，這些都會(huì)影響到最終材料的透明度，因?yàn)椴煌Y(jié)晶度的材料產(chǎn)生的光散程

7、度不同，生成晶球的尺寸大小也會(huì)對(duì)光的折射造成干擾。因此，為了提高聚丙烯的光澤感和透明度可以通過(guò)控制晶球尺寸、降低結(jié)晶度來(lái)實(shí)現(xiàn)。（二）聚丙烯增光增透的主要途徑影響聚丙烯這類高分子光澤感和透明度的因素有很多，乳相對(duì)分子質(zhì)量的大小或分布等，但目前來(lái)看，增光增透的改性主要集中于控制結(jié)晶度和晶球尺寸上，主要包括添加成核劑、直接合成、共混增透等方法。增添成核劑法向聚丙烯中添加透明成核劑是提高產(chǎn)品透明度和光澤感的一種常用的方法。不同的成核劑有不同的作用機(jī)理。對(duì)于增透增光的成核劑來(lái)說(shuō)，主要可以分為熔融型的成核劑和分散型的成核劑兩大種類。前者常見的有山梨醇類，后者常見的是有機(jī)磷酸鹽，這兩種成核劑的增透效果較好，

8、山梨醇類的成核劑在提高透明度的基礎(chǔ)上還可以提高產(chǎn)品的力學(xué)性能和耐熱度，而有機(jī)磷酸鹽類的成核劑成本較高，效果較差，但耐熱性高。直接合成高光澤透明聚丙烯法我們知道高分子的聚合物，其分子鏈結(jié)構(gòu)越規(guī)整，則越容易結(jié)晶。聚丙烯的分子鏈中含有乙烯單體，而乙烯的存在會(huì)破壞分子鏈的規(guī)則整齊性，且隨著含量的增多，結(jié)晶能力會(huì)下降，形成的晶球度效果差。因此可以加入成核劑予以輔助，減少光的折射和反射，提高成品的透明度。共混增透法與添加成核劑的方法相似，共混物能夠降低晶球的尺寸大小，改善透光性。但是共混增透的方法有一定的局限性，他需要要求參與共混的基體材料具有優(yōu)良的相容性，并且折光率是相近的，這就在很大程度上限制了這種方法的發(fā)展。三、結(jié)論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提高，市場(chǎng)對(duì)聚丙烯材料的需求量增大，要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)其外觀的美觀性，光澤感和透明度成了當(dāng)下人們的追求。本文系統(tǒng)梳理了國(guó)內(nèi)外的高光澤聚丙烯研究進(jìn)展，并且對(duì)該種材料增光增透的機(jī)理和主要的幾種方法進(jìn)