PET工程塑料结晶成核剂的研究进展.docx

高慧，等：PET工程甥料结晶成核剂的研究进展16lPET工程塑料结晶成核剂的研究进展高慧钱志国钱毅徐新民(国家通用工程塑料技术研究中心，北京市化学工业研究院，北京100084)摘要综述了目前常用于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的结晶成核剂的种类、特性以及在PET改性中的应用。 PET成核剂主要分为有机成核剂、无机成核剂、高分子成核荆和复合成核荆等。主要围绕PET成核剂的应用研究进展情况进行了介绍。关键词成核剂 聚对苯二甲酸乙二酯结晶聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是由二元酸和二元成核剂种类很多，主要分为有机成核剂、无机成核醇经酯化和缩聚反应而制得的一种高分子缩聚物，剂、高分子成核剂和复合成核剂等。笔者主要围绕由Gay—Lussak和Pelouze早在1833年首先发现PET成核剂的应用研究进展进行综述。的，1860年口1首次合成问世。当时人们并未注意到1成核剂的作用机理它们在工业上的价值，直到1941年，Whienfield和PET分子具有较高的结构规整性和较强的结晶Dickson等在试验室成功地合成了熔点高于250℃能力，但由于其分子链刚性大，玻璃化转变温度的PET，发现它具有良好的性能，这才逐渐在工业上(t)高，阻碍其分子链的运动，因此PET只是一种引起重视，并在合成方法上开展了广泛的研究。半结晶性物质。PET的分子结构为：PET作为工程塑料是由日本的帝人公司和荷兰的 AKZO公司1在1965年开发成功的。1978年，美国HcH一y—m。HDuPont公司首先研制出解决PET作为工程塑料低PET是一种对称的分子链规整线形大分子，因温快速结晶的技术，并推出了Rynite系列产品，使为完全伸直的平面锯齿形结构是能量最低的构象，PET工程塑料走上了工业化生产的道路。PET在一般的情况下是伸直链构型，且分子链上的PET在较宽的温度范围内能够保持优良的物理苯环几乎是处于同一平面，这种构象有利于相邻的性能和力学性能，它的耐疲劳性、耐摩擦性优良，耐分子彼此镶嵌，使分子结构具有紧密的敛集能力，因老化性优异，电绝缘性突出，对大多数有机溶剂和无此PET具备良好的结晶能力，在熔点和玻璃化转变机酸稳定。而且生产能耗低，加工性良好，因而一直温度之间的范围内都能形成结晶。熔体如果迅速冷被广泛用于纤维、包装瓶、薄膜和工程塑料等领却，则形成透明的无定形结构，无定形PET分子链域【4J，但另一方面，由于PET存在成核困难、结晶速的空间构象为顺式结构：率缓慢、成型模具温度高以及成型周期长的缺点，使高PET结晶速率，改善其加工性能一直是PET改性y＼O／CH2CH)O＼O／县。OO其在工程塑料领域中的应用受到限制。多年来，提的主要方向之一。目前PET的改性方法主要有共如果是缓慢冷却，则形成乳白色的结晶聚合物，混法、共聚法和加入结晶促进剂、成核剂。共混法就结晶PET分子链的空间构象是反式结构：酯(PBT)，以改善结晶性能，此法较实用，但成本较yvmm。一0iQ是在PET中加入其它高聚物如聚对苯二甲酸丁二高；共聚法主要是在合成PET过程中引入少量柔性链段如聚乙二醇(PEG)，此法易降低制品的力学性这两种空间构象组成的聚合物密度不同，无定能，且成本较高；加人结晶促进剂和成核剂是提高结形PET密度为1．33g·cm一，完全结晶的PET的密晶速率，缩短成型周期最常用和最有效的方法，其工度为1．45 g·cm～。PET和其它聚合物一样只能部艺简单易行，结果也较满意。因而对PET的结晶促分结晶，很难达到完全结晶的程度。进剂、成核剂的研究对于PET工程塑料开发显得至高聚物的成核包括初级成核和次级成核，其中关重要，文献中已有相当多的相关研究报道【4。7J。初级成核又分为均相成核和异相成核两种，一般的1622011年中国工程塑料复合材料加工应用技术研讨会论文集聚合物同时存在这两种成核机理。均相成核是由熔粒子存在于PET的熔体中，在高温区这些粒子处于体分子链段自身热运动产生有序排列的链束或折叠不熔状态，在降温的过程中，PET分子链就以这些粒链作为晶核，晶核在整个过程中是不断生成的，发展子为中心，吸附到粒子上并作有序排列而形成晶核。成的晶核的大小不一，所需的温度通常比较低。异这些小分子无机物作为异相成核剂降低了PET形相成核是以外来的杂质、聚合物品体、人为加入分散成晶核时所需的活化能，而对随后的结晶生长过程的小粒子或容器壁为中心，吸附聚合物链段作有序即PET分子链段被吸附于晶核表面而进入晶格的排列而形成晶核。异相成核受温度影响较小，可以过程影响不大。在较高的温度下发生。常见的PET无机成核剂主要包括无机氧化物、使聚合物结晶速度增加和／或提高结晶温度的黏土等层状材料，此外炭黑、石墨、锌粉、铝粉、氧化化合物和组合物一般称为成核剂旧J。成核剂是一铝、叶腊石、磷酸盐等也有报道¨6l。种用来改变不