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。
高性能的成核剂具备一下几个特点:1)成核剂是晶体,在聚合物熔体中不熔,尤其在聚合物结晶前不熔;2)含有平行的层状或者排状分子,露出非极性表面,并将极性基团限定在中心;3)成核剂允许聚合物附生结晶;4)能跟聚合物发生反应,诱导结晶。
成核剂可分为如下几种:无机类、有机类、聚合物类、β成核剂及透明型。
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。
有机类成核剂又有羧酸金属类(如: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。)、磷酸金属盐类(如:2,2′-亚甲基双(4,6-特丁基苯酚)膦铝盐。)、山梨醇苄叉衍生物(如: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)等。
其中无机类成核剂中的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。磷酸金属盐类明性、刚性、结晶速度等较好,但分散性差。山梨醇类对制品的透明性、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,是目前正在其性能好,价格低,是目前进行深入研究的一类透明成核剂。
聚合物的目前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。
而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。