成核劑是適用于聚乙烯、聚丙烯等不完全結晶塑料,透過改變樹脂的結晶行為,加快結晶速率、增加結晶密度和促使晶粒尺寸微細化,達到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機械性能的新功能助劑。
高性能的成核劑具備一下幾個特點:1)成核劑是晶體,在聚合物熔體中不熔,尤其在聚合物結晶前不熔;2)含有平行的層狀或者排狀分子,露出非極性表面,并將極性基團限定在中心;3)成核劑允許聚合物附生結晶;4)能跟聚合物發生反應,誘導結晶。
成核劑可分為如下幾種:無機類、有機類、聚合物類、β成核劑及透明型。
無機類成核劑主要有滑石粉、氧化鈣、炭黑、碳酸鈣、云母、無機顏料、高嶺土及催化劑殘渣等。這些是最早開發的價格便宜且實用的成核劑,研究與應用得最多是滑石粉、云母等。
有機類成核劑又有羧酸金屬類(如:琥珀酸鈉、戊二酸鈉、己酸鈉、4-甲基戊酸鈉、己二酸、己二酸鋁、特丁基苯甲酸鋁(Al-PTB-BA)、苯甲酸鋁、苯甲酸鉀、苯甲酸鋰、肉桂酸鈉、β-萘甲酸鈉等。)、磷酸金屬鹽類(如:2,2′-亞甲基雙(4,6-特丁基苯酚)膦鋁鹽。)、山梨醇芐叉衍生物(如:二芐叉山梨醇(DBS)、二(對一甲基芐叉)山梨醇(P-M-DBS)、二(對氯取代芐叉)山梨醇(P-Cl-DBS)等)等。
其中無機類成核劑中的苯甲酸堿金屬或鋁鹽、特丁基苯甲酸鋁鹽等效果比較好,使用的歷史比較長,但透明性較差。磷酸金屬鹽類明性、剛性、結晶速度等較好,但分散性差。山梨醇類對制品的透明性、表面光澤度、剛性及其他熱力學性能均有顯著的改善效果,而且與PP有較好的相容性,是目前正在其性能好,價格低,是目前進行深入研究的一類透明成核劑。
聚合物的目前前主要有聚乙烯基環己烷、聚乙烯戊烷、乙烯/丙烯酸酯共聚物等。它與聚烯烴樹脂共混性差,分散性較好。
而β成核劑主要有兩類。一類是少數具有準平面結構的稠環化合物。另一類是由某些二元羧酸與周期表ⅡA族金屬的氧化物、氫氧化物與鹽組成。它能改變在聚合物中不同晶型的比例而對PP進行改性。