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“成核”與“增強(qiáng)”是在聚丙烯（PP）工業(yè)中經(jīng)常會(huì)遇到的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)，二者通常都會(huì)伴隨著材料性能的提升，但它們卻有本質(zhì)的區(qū)別，尤其是在作用機(jī)理方面。本文嘗試闡述一下“成核”與“增強(qiáng)”的區(qū)別。

一、成核機(jī)理是怎樣的？

1．PP的結(jié)晶機(jī)理

圖1：球晶

通常，PP不會(huì)像小分子一樣結(jié)晶成立方體、長(zhǎng)方形或其他單晶體。在沒(méi)有成核劑的情況下，PP制品中所發(fā)現(xiàn)的結(jié)晶體是球形的（如圖1所示），并且由從一個(gè)中央晶核中生長(zhǎng)出來(lái)的片晶束組成。回復(fù)“PP”查看更多文章

圖2：來(lái)自球晶的片晶束

雖然每個(gè)晶束有一個(gè)非常明確的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和特定取向，但凈取向是零，這是因?yàn)槲⒕У那蛐涡再|(zhì)。如果一個(gè)來(lái)自球晶的片晶束可以被放大，它的外形如圖2所示。PP晶體的B軸是收縮率最高的方向，而A軸和C軸是收縮率最小的方向。

2.成核劑的作用機(jī)理

成核劑是一種能夠加快結(jié)晶速度，使塑料形成細(xì)小致密的球晶顆粒的助劑。

其機(jī)理大概是這樣的：當(dāng)成核劑加入塑料中，成核劑微粒起到晶核的作用，為塑料的結(jié)晶提供了良好的溫床，從而促進(jìn)結(jié)晶。

圖3：成核劑提供各向同性的收縮性能

一般而言，成核劑微粒必須有足夠的橫縱比。但是，一般成核劑傾向于誘導(dǎo)PP制品產(chǎn)生強(qiáng)烈的且各向異性的結(jié)晶取向，特別是在平面部件的縱向與橫向（MD/TD）上。這種不同的收縮率和不平衡的取向會(huì)在一些過(guò)程如固相壓力成型（SPPF）中進(jìn)一步顯現(xiàn)出來(lái)，從而導(dǎo)致成型后的翹曲。

故良好的成核劑應(yīng)該要能在PP部件的縱向與橫向平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)平衡的結(jié)晶取向，從而能提供優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，減少翹曲和收縮問(wèn)題。

二、增強(qiáng)機(jī)理是怎樣的？

增強(qiáng)劑是指添加到樹脂中能與樹脂緊密地結(jié)合，并使制品的機(jī)械力學(xué)性能顯著提高的物質(zhì)。

常用的增強(qiáng)纖維有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、硼纖維和芳香族聚酰胺纖維。

圖4：增強(qiáng)劑在PP基體中斷面凍結(jié)SEM圖

圖4所示是美利肯一款增強(qiáng)劑在PP基體中斷面凍結(jié)的一個(gè)典型的SEM圖。與成核作用相比，增強(qiáng)劑雖然能在聚合物熔體流中強(qiáng)烈取向，但是它們一般不會(huì)使PP結(jié)晶成核，因此不會(huì)誘導(dǎo)結(jié)晶取向。

三、成核劑和增強(qiáng)劑的區(qū)別？

通過(guò)總結(jié)，成核劑與增強(qiáng)劑的區(qū)別和聯(lián)系如下表所示：

表：成核劑與增強(qiáng)劑的區(qū)別和聯(lián)系

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