曹新鑫1，何小芳1，王海娟1，張海波1

，陳曉浪2 (1．河南理工大學材料科學與工程學院
，焦作，4．54000；2．四川大學高分子科學與工程學院
，成都，610065)
摘要：介紹了聚丙烯㈣的結晶過程，PP分子的晶體結構對其性能的影響以及成核劑的分類，如二苄又山梨醇衍生物、有機磷酸鹽、烷基羧酸鹽
、鬆香。綜述了成核劑對PP的等溫結晶行為
、熔融特性
、力學性能
、耐老化性能、光學性能及加工性能的影響的最近研究成果。
關鍵詞：聚丙烯
；晶體結構
； 成核劑； 二苄又山梨醇衍生物； 有機磷酸鹽； 烷基羧酸鹽；鬆香

聚丙烯由於合成方法簡單，且原料來源豐富，價格低廉，具有良好的耐化學性、電性能、力學性能，可以加工成具有各種用途的注塑製品、中空成型製品、薄膜、薄片和纖維，從而成為塑料產量增長最快的品種之一，其產量在五大通用塑料中占第三位，所以被廣泛應用於日常用品、包裝材料
、辦公用品
、電器及汽車部件等方麵。但是由於聚丙烯是結晶性聚合物
，內部存在著很大球晶
，造成聚
丙烯的抗衝擊強度很低、製品的後收縮現象嚴重，在使用中並不具有足夠的剛性
、尺寸穩定性或透明性等
，這嚴重地影響了聚丙烯樹脂的使用性能。因此，眾多的研究者從聚合技術
、成型技術、fuhecailiaojishudengfangmianduijubingxijinxinggaixing，yitigaoqishiyongxingneng。qizhong，tongguojiaruchengheji，gaishanchengxingguochengdejiejingsudu，xihuajingli

，yitigaozhipindekangchongjixingneng
、透明性及光澤度


，是實現聚丙烯的高性能化常用的方法。
1 聚丙烯的結晶
1．1 結晶過程[1]
在以下條件下，聚合物熔體可以結晶：(1)聚合物的分子結構可以使晶體有序排列，如主鏈的不完全運動、一定位置的側基分布不規則，有支鏈及大的側鏈
，則會妨礙結晶。(2)晶核必須可以引發結晶，並由此形成微晶，微晶自行排列成超結構，即球晶。(3)結晶溫度在聚合物的熔點(f )和玻璃化轉變溫度(tg)之間，以便使分子鏈具有必要的運動性。在tm 以上
，不能形成穩定的晶核；在tg以下，鏈段運動凍結，晶核增長速率為零。(4)結(jie)晶(jing)過(guo)程(cheng)包(bao)括(kuo)晶(jing)核(he)形(xing)成(cheng)與(yu)晶(jing)核(he)增(zeng)長(chang)
，結(jie)晶(jing)速(su)度(du)可(ke)由(you)晶(jing)核(he)密(mi)度(du)和(he)球(qiu)晶(jing)的(de)增(zeng)長(chang)速(su)率(lv)計(ji)算(suan)。聚(ju)合(he)物(wu)的(de)結(jie)晶(jing)過(guo)程(cheng)
，實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)分(fen)子(zi)鏈(lian)的(de)鏈(lian)段(duan)有(you)序(xu)排(pai)列(lie)的(de)過(guo)程(cheng)。
1．2 聚丙烯分子晶型對性能的影響
1．2．1 聚丙烯的晶型[2．3]
等規聚丙烯(iPP)的分子鏈均為3s螺旋構型，可在不同的結晶條件下形成有α 、β、γ、δ 和擬六方態5種晶體結構，其中以α和 晶型較為常見。(1)α 晶型是單斜晶係
，是聚丙烯形成的最普通和最穩定的形式
，熔點為167℃ ，密度0．936g／cm3，在商品化的聚丙烯中主要的晶型為α晶型。
(2) β晶型屬六方晶係
，熔點為150℃ 
，密度為0．922 g／cm3，在通常加工條件下PP以接近最穩定的a單斜晶為主。β晶型由於內部排列比a晶型疏散得多
，對衝擊能有較好的吸收作用，故 β晶型PP的衝擊強度比a晶型PP高1-2倍。但是 晶型是在熱力學上準穩定
、動力學上不利於形成的一種晶型田，隻有利用特殊方式才能獲得，如選取合適的熔融
、結晶溫度及一定的溫度梯度、剪切取向、使用
成核劑等
，使a晶型轉變成 晶型，其中，通過添加能誘導生成 晶型的特效成核劑是目前公認的得到高含量 晶型PP的最有效途徑之一。
(3) γ晶型PP，熔點150℃左右，密度0．946g／cm3，其形成機會比 晶少，對於相對分子質量較高的聚丙烯
，在高壓下可發生由a晶向 γ晶的固相轉變，其有序程度最高。
(4)擬六方態亦稱醞晶，密度0．88 g／cm3左(zuo)右(you)，這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)熱(re)力(li)學(xue)上(shang)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)
，也(ye)稱(cheng)作(zuo)次(ci)晶(jing)結(jie)構(gou)或(huo)碟(die)狀(zhuang)液(ye)晶(jing)，屬(shu)於(yu)無(wu)定(ding)型(xing)到(dao)結(jie)晶(jing)態(tai)之(zhi)間(jian)的(de)過(guo)渡(du)態(tai)結(jie)構(gou)，其(qi)分(fen)子(zi)鏈(lian)排(pai)列(lie)規(gui)整(zheng)性(xing)較(jiao)差(cha)，結(jie)構(gou)鬆(song)散(san)，很(hen)容(rong)易(yi)被(bei)拉(la)伸(shen)，透(tou)明(ming)度(du)較(jiao)高(gao)。
1．2．2 聚丙烯的球晶結構[3]
聚丙烯從熔融狀態緩慢冷卻，一般都具有球晶結構。其結晶溫度越高
，所形成的球晶越大

，性質越脆
；結晶溫度越低則球晶越小，因而球晶大小直接影響到材料的衝擊強度。表1中，I、Ⅱ及混合型容易發生類似橡膠的變形
，所以屈服伸長率較大，而Ⅲ型和Ⅳ型在垂直於拉伸方向上容易開裂
，變形較小。

1.3 成核劑在聚丙烯結晶中的成核作用[4]
高分子材料進行熔體結晶時，最容易形成多角晶粒、樹枝狀晶