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成核剂是适用于聚乙烯、聚丙烯等不完全结晶塑料，透过改变树脂的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的新功能助剂。
一、成核剂的分类
成核剂（重要的是聚丙烯成核剂）从化学结构上主要可分为无机类和有机类两大类
1、无机类
无机类成核剂主要有滑石粉、氧化钙、炭黑、碳酸钙、云母、无机颜料、高岭土及催化剂残渣等。这些是最早开发的价格便宜且实用的成核剂，研究与应用得最多是滑石粉、云母等。
图：炭黑
2、有机类
l）羧酸金属盐类
例：琥珀酸钠、戊二酸钠、己酸钠、4-甲基戊酸钠、己二酸、己二酸铝、特丁基苯甲酸铝(Al-PTB-BA)、苯甲酸铝、苯甲酸钾、苯甲酸锂、肉桂酸钠、β-萘甲酸钠等。其中苯甲酸碱金属或铝盐、特丁基苯甲酸铝盐等效果比较好，使用的历史比较长，但透明性较差。
2）磷酸金属盐类
有机磷酸盐类主要包括磷酸酯金属盐和磷酸酯碱式金属物及其复配物等。
例:2，2′-亚甲基双(4，6-特丁基苯酚)膦铝盐(NA-21)。这类成核剂的特点是透明性、刚性、结晶速度等较好，但分散性差。
3）山梨醇苄叉衍生物
山梨醇类成核剂对制品的透明性、表面光泽度、刚性及其他热力学性能均有显著的改善效果，而且与PP有较好的相容性，是目前正在进行深入研究的一类透明成核剂。其性能好，价格低，已成为国内外开发最为活跃、品种最多、产销量最大的一类成核剂。主要有二苄叉山梨醇(DBS)、二(对一甲基苄叉)山梨醇(P-M-DBS)、二(对氯取代苄叉)山梨醇(P-Cl-DBS)等。
图：山梨醇类成核剂
4）高熔点聚合物型成核剂
目前主要有聚乙烯基环己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物等。它与聚烯烃树脂共混性差，分散性较好。
5）β晶型成核剂
β成核剂主要有两类。一类是少数具有准平面结构的稠环化合物。另一类是由某些二元羧酸与周期表ⅡA族金属的氧化物、氢氧化物与盐组成。它能改变在聚合物中不同晶型的比例而对PP进行改性。
二、成核剂的机理
结晶型聚合物在加工过程中一般生成球晶极其不完整，它是高聚物结晶的最常见的特征形态，是由一个晶核开始，以相同生长速率同时向各个方向放射生成的，聚合物熔体冷却过程中，分子链排列成有规结构，处于熔融状态的大分子链的运动是无规则的，但在某些区域会出现几个链段聚集在一起呈现有序的结晶，一旦有序尺寸达到了临界值，便稳定存在而形成晶核。
成核剂的作用是通过往聚合物加入某些结晶物质，使熔体在较高温度下异相成核，提高结晶速率，同时使聚合物在高温下因结晶易固化脱模，从而缩短加工周期，并提高产品质量。
1.作为成核剂的物质一般应该具有以下特征：
1）成核剂可以被树脂润湿或吸附；
2）成核剂在所应用的树脂中不溶或熔点高于树脂；
3）成核剂应能够以细微的方式均匀分散于聚合物熔体中；
4）成核剂能降低树脂结晶成核的界面自由能；
5）成核剂最好与树脂具有相同的结晶结构。
图：滑石粉
三、成核改性剂的作用
1.成核剂对PE结晶的影响
加入成核剂，使PE在较高的温度下即可形成稳定的晶核，因此在较小的过冷度下就可结晶。作PE的成核剂，其用量有一最佳值，若用量过多，由于成核剂分子本身具有的刚性，限制了PE分子链段的运动，从而使其结晶温度有所降低。
2.成核剂对聚丙烯（PP）的作用
成核剂可以改变PP的结晶行为,加快结晶速率,增加结晶密度,促使晶粒尺寸微细化,缩短成型周期,提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能。加入成核剂对PP有以下几个方面的影响：
1)透明度提高:可以得到透明度相当于聚酯瓶的聚丙烯制品;
2)光洁度提高:可以使制品表面光滑如镜,爽手宜人,提高了制品外观美感;
3)结晶温度升高:制品可设定较高温度脱模,以减少冷却时间,提高了成型速度,缩短了工时间,降低了操作成本;
4)耐热性提高:添加成核剂改变了聚丙烯的晶体结构,改善了它的耐热特性,提高了制的热变形温度;
5)材料用量减少:由于改善材料机械性能,可以减少单位制品材料用量,节约生产成本;
6)减少收缩变形:与其他添加物产生协同效应,可以减少制品的收缩,改善聚丙烯塑料生产时遇到的缩水变形问题。
图：PP透明成核剂
3.对聚酰胺（PA）的改性
成核剂可使PA结晶微细化，对微晶结构的稳定也有很大作用，还可改善热变形温度、刚性和透明性等物理性质，并提高弯曲弹性模量、冲击强度等力学性能。聚酰胺成核剂可以改善PA的晶粒结构、提高结晶速率、增强机械性能、缩短成型周期
END
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