高光澤透明聚丙烯的研究進展

余波

摘?要：聚丙烯作為一種多功能的，具有輕質感的可塑性材料，以其低廉的價格和良好的性能被廣泛應用于各行各業，受到各領域專業人士的廣泛關注。尤其是對于改性后的聚丙烯材料，具有高光澤、透明的特點而得到了越來越多研究者的重視。本文通過梳理國內外相關文獻資料，介紹了提升高光澤透明聚丙烯材料的幾種方法，以及增光增透的機理，綜述了高光澤透明聚丙烯材料的研究現狀以及進展，對未來的進一步深化研究提供了理論指導。

關鍵詞：高光澤;透明;聚丙烯;研究進展

我們常說的世界五大通用的合成樹脂中，其中一種便是聚丙烯，并且聚丙烯是其中發展速度最快，應用最廣的一種合成樹脂，與其他共通塑性塑料相比較而言，聚丙烯具有無毒無味、輕質、耐熱、穩定、絕緣性好以及優異的力學性能的特點，并且價格低廉，材料來源廣泛易獲取的特性而受到相關領域的喜愛，被廣泛應用于汽車運輸、家具制作、機械制造、包裝、化工、電力等多個行業領域。[1]但是作為一種部分結晶性的聚合物，聚丙烯的結晶速率緩慢，結晶效果不高，在整個過程中容易形成大尺寸的晶球，從而降低材料的穩定性，和透光性，使得成型聚丙烯材料的透明度較差，外觀上缺少美感，也在一定程度上限制了聚丙烯材料在一些領域，如包裝、家具制作、家用品等行業中的進一步深入發展和推廣應用。[2]為了改善并改進聚丙烯存在的這種缺點，國內外專家學者針對聚丙烯的改性，尤其是針對提高其高光澤透明性能投入了大量人力物力和財力研究，取得了較好的成果。經過增透改性后的聚丙烯材料，不僅保持了其原有的良好性能，并且具備了優良的透光性和光澤度，這樣一種耐高溫且美觀的材料在市場上的應用更加廣泛。

本文將對聚丙烯材料增光增透改性的研究進展進行闡述，介紹增加聚丙烯材料高光澤和透明度主要的幾種途徑以及其內在增光增透的機理，以期對改性材料的進一步深化研究提供一定的理論指導。

一、高光澤透明聚丙烯材料的研究現狀與進展

（一）國內研究現狀與進展

對聚丙烯材料的光澤透明改性研究來說，國內的起步較晚，但是進度卻非常快速。根據一組數據顯示，在2000年，國內對于改性后的高光澤透明聚丙烯的需求就達到了十萬噸，經過十年的發展，對這種材料的需求已增長至45萬噸。日益增長的需求此類行業的不斷發展激發了國內的研究熱情，據了解，早在1993年，燕山石化已先后研發出了不同牌號的光澤透明感聚丙烯材料產品，其中的一部分牌號產品被廣泛應用于醫療領域的醫用輸液裝置以及視頻領域的包裝;1997年，上海的石化公司成功研發出了性能更好的無硅共聚聚丙烯材料（PPR），這種產品相較于傳統的均聚性透明聚丙烯來說，其透明度、表面的光澤感以及力學剛韌性更加優良，可以說在一定程度上替代了進口產品，成為國產主流;2000年揚子石化公司利用N-Z催化劑生產研發出了高透明聚丙烯材料，其剛度、透明度和耐熱性均已達到國外同類產品的標準要求;2012年，齊魯石化在Milliken公司的最先進成核劑的基礎下，研發出了新型的聚丙烯產品，在外觀、透明度、力學性能、穩定性等方面均得到了很大程度的提升;2014年，獨子山石化生產研發出的新型聚丙烯產品得到了國家食品藥品安全監督管理局的認可，通過了性能的嚴格監測，并且在2016年生產出了可用于食品包裝等的高檔膜料，在很大程度上減少了國內對此產品的進口依賴。

（二）國外研究現狀與進展

國外針對聚丙烯材料的改性研究開始的時間遠遠早于國內，國外最早出現的能夠改進聚丙烯材料透光性和表面光澤感的商業化成核劑是山梨醇類，山梨醇類的成核劑可以極大地提高聚丙烯的成核度，同時在一定程度上可以降低晶核的尺寸，提高透明度。但是初期的這種成核劑穩定性較差，且會使得最終的產品帶有異味。Solvay公司研發出的EILexP K176號透明聚丙烯材料是一種無規共聚物，其光澤感較好，并且具備良好的穩定性和耐應力;BP Amoco公司在與美國美利肯公司的合作下，通過使用Milad 3988型透明成核劑開發出了一系列的透明樹脂;Huntsman公司制備出了高光澤透明聚丙烯材料具有較高的耐高溫性，能夠承受住高溫的滅菌處理被廣泛應用。

二、聚丙烯增光增透的主要途徑

（一）PP聚丙烯材料增光增透的改性機理

作為典型的部分結晶性聚合物來說，其結晶的過程分為成核和晶粒生長兩個階段。與透明度有關的是晶球的尺寸和結晶度，這些都會影響到最終材料的透明度，因為不同結晶度的材料產生的光散程度不同，生成晶球的尺寸大小也會對光的折射造成干擾。因此，為了提高聚丙烯的光澤感和透明度可以通過控制晶球尺寸、降低結晶度來實現。

（二）聚丙烯增光增透的主要途徑

影響聚丙烯這類高分子光澤感和透明度的因素有很多，乳相對分子質量的大小或分布等，但目前來看，增光增透的改性主要集中于控制結晶度和晶球尺寸上，主要包括添加成核劑、直接合成、共混增透等方法。

1.增添成核劑法

向聚丙烯中添加透明成核劑是提高產品透明度和光澤感的一種常用的方法。不同的成核劑有不同的作用機理。對于增透增光的成核劑來說，主要可以分為熔融型的成核劑和分散型的成核劑兩大種類。前者常見的有山梨醇類，后者常見的是有機磷酸鹽，這兩種成核劑的增透效果較好，山梨醇類的成核劑在提高透明度的基礎上還可以提高產品的力學性能和耐熱度，而有機磷酸鹽類的成核劑成本較高，效果較差，但耐熱性高。

2.直接合成高光澤透明聚丙烯法

我們知道高分子的聚合物，其分子鏈結構越規整，則越容易結晶。聚丙烯的分子鏈中含有乙烯單體，而乙烯的存在會破壞分子鏈的規則整齊性，且隨著含量的增多，結晶能力會下降，形成的晶球度效果差。因此可以加入成核劑予以輔助，減少光的折射和反射，提高成品的透明度。

3.共混增透法

與添加成核劑的方法相似，共混物能夠降低晶球的尺寸大小，改善透光性。但是共混增透的方法有一定的局限性，他需要要求參與共混的基體材料具有優良的相容性，并且折光率是相近的，這就在很大程度上限制了這種方法的發展。

三、結論

隨著國民經濟的提高，市場對聚丙烯材料的需求量增大，要求也越來越高，尤其是對其外觀的美觀性，光澤感和透明度成了當下人們的追求。本文系統梳理了國內外的高光澤聚丙烯研究進展，并且對該種材料增光增透的機理和主要的幾種方法進行了闡述。

參考文獻：

[1]劉欣，謝昕，陳振斌，李艷芹，張立基.透明聚丙烯研究進展[J].工程塑料應用，2017（12）：130-134.

[2]董莉，李麗，王帆，張定軍，楊世元.高光澤透明聚丙烯的研究進展[J].合成樹脂及塑料，2018（03）：90-95.