成核剂的类别

成核剂作为聚合物的改性助剂，其作用机理主要是：在熔融状态下,由于成核剂提供所需的晶核，聚合物由原来的均相成核转变成异相成核，从而加速了结晶速度，使晶粒结构细化，并有利于提高产品的刚性，缩短成型周期，保持最终产品的尺寸稳定性，抑制光散射，改善透明性和表面光泽及聚合物的物理机械性能(如刚度、模量)，缩短加工周期等。而作为成核剂中重要的一类，透明剂的主要作用则是改善聚合物光学效果。我国对成核剂的研究、开发始于20世纪80年代，种类很多，现在实用且价格便宜和商品化的成核剂主要可分为无机成核剂、有机成核剂和高分子成核剂。此外，将PP中的α-晶型转变为β-晶型的转晶剂，通常也被归纳在成核剂中。

无机成核剂

主要有滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑、云母等。这些是最早开发的价格便宜且实用的成核剂，但由于透明性和表面光泽度差.限制了其在高性能材料中的应用。后来发展起来的稀土金属类(如镧)化合物，具有独特的功能，作为PP晶型改性剂有其特殊的功能.同时亦可制成发光塑料等。

有机成核剂

有机成核剂克服了无机成核剂透明性和光泽度差的问题，并能显著提高产品的加工性能。它们一般是低分子量的有机化合物，主要有脂肪羧酸金属化合物、山梨醇苄叉衍生物、芳香族羧酸金属化合物、有机磷酸盐和木质酸及其衍生物类、苯甲酸钠和双(对叔丁基苯甲酸)羧基铝等。这类传统的成核剂.虽然能改善PP性能.但效果并不理想，因为价格低廉，目前仍在一些场合使用。芳香族和脂肪族及其盐类成核剂价格便宜，且有提高聚烯烃制品的刚度和热变形温度等功效.但是由于其与聚合物树脂相容性差，使聚烯烃制品的许多性质得不到发挥，一般限用于注塑成型制品和压延制品。

与其他有机成核剂相比，有机磷酸盐类化合物所改性的制品透明性、刚性、表面硬度和热变形温度均有较大幅度提高，而且热稳定好，在高温条件下.不影响聚合物制品的其他性能，但分散性差是此类成核剂的主要缺陷。尽管此类成核剂较贵，但它具有无法比拟的使用性能，仍被广泛应用于与食品接触的包装材料中。山梨醇类成核剂对制品的透明性、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，是目前正在进行深入研究的一类透明成核剂。其性能好、价低，已成为国内外开发最为活跃、品种最多、产销量最大的一类PP成核剂。该类成核剂有三代产品：

第一代是无取代基的二叉苄山梨醇(DBS)，如新日本理化公司的Gelalld和美国的Milliken公司的Millad3905等，国内目前也有多家工厂生产。用DBS改性的PP透明性、表面光泽度及物理机械性能均良好。目前广泛用于医药行业。但它的耐热性较差，在较高温度下会散发臭味，这就限制了其使用范围。

第二代产品是在第一代基础上引入取代基团.取代基可以是烷基、烷氧基和卤素等，其数目可以是1、2、3个取代基，取代基可以相同也可以不同。其代表品种如日本EC化学的EC-4.美国Milliken的Millad3940，日本东业公司的NC-4等。

第三代山梨醇成核剂产品的典型代表是美国Milliken公司的Mi11ad3988，它能大大改善PP产品的透明性，适应于各种加工工艺，且没有特殊气味和无毒。现在已通过了美国FDA认证，改性后的产品主要用于食品容器、贮藏容积、饮料瓶、包装膜等材料领域。

此外，目前又开发了松香类成核剂，这是一种新型聚烯烃成核剂.成核效率高，能大幅度改善结晶聚烯烃树脂的性能。松香类成核剂的用量通常占聚烯烃树脂质量的0.05%～0.8%。国内产品的各项技术指标已达到或接近国外同类产品水平。在使用松香类成核剂的聚烯烃中，同时添加硬脂酸钙则具有很好的协同效果。如以聚烯烃树脂质量为基准，0.2% 的成核剂与0.05%的硬脂酸钙结合使用，与同样成核剂单独添加到聚烯烃特别是PP树脂中相比较，雾度从20%降至15%，结品温度从125℃增至127℃，弯曲模量由1060MPa变化到1120MPa，光泽度从100%变化到105%。同时表面添加剂问的协同效应提高了成核剂的使用效率，以经济衡量可降低添加剂成本15%～30% ，有时，采用3组分复配的效果比2组份复配效果更好。

需要注意的是，不同成核剂的成核速度是不同的，因此，使产品在性能上的提高也有差异。此外，不恰当使用成核剂也会引起树脂在其他方面的缺陷，如大量使用山梨醇苄叉衍生物，会造成少量未熔化的透明剂以白点出现在制品中，影响制品的美观。