Органические нуклеирующие агенты

1. Соли металлов

Органические нуклеирующие агенты известны уже довольно давно, наиболее широко применялся бензоат натрия, также была подтверждена эффективность бензоата калия и нафтената натрия. Наибольшей эффективностью в ряду бензоатов обладает бензоат алюминия, как было доказано ещё в 1970 г Бинсбергеном (F.L. Binsbergen, Polymer, 11). В данном исследовании было выявлено повышение температуры кристаллизации на 250С (со 1080С в чистом РР до 1330С в присутствии бензоата алюминия).

Для достижения максимального эффекта размер сферолитов не должен превышать 1 мкм. Размер зародышей кристаллизации должен быть как минимум на порядок меньше, поэтому для качественного диспергирования таких соединений требуются высокие сдвиговые нагрузки. Также, для того, чтобы получить изотропную структуру, рекомендуется применять поверхностно-активные вещества - например, моностеарат глицерина (GMS). Одним из недостатков бензоатов является взаимодействие с некоторыми красными пигментами, в результате чего цвет изделия меняется  на оранжевый. 

2. Производные сорбитола

Благодаря высокой эффективности в настоящее время в качестве нуклеирующих агентов используются производные сорбитола. В присутствии производных сорбитола образующиеся кристаллиты настолько малы, что рассеивают очень незначительное количество падающего света, позволяя получать изделия из полипропилена, сравнимые по прозрачности и глянцу с ПЭТ, ПК и ПС, будучи в тоже время существенно дешевле. В то же время, нуклеированные изделия из ПП обладают высокой химической стойкостью и способностью к заполнению горячим продуктом, в отличие от ПЭТ и ПС, которые либо мутнеют, либо деформируются. Такое сочетание свойств открывает для полипропилена новые области применения - например, прозрачные контейнеры для микроволновых печей.
 
Рис. 4  Сравнение полипропилена с другими полимерами.

Механизм действия производных дибензилиден сорбитола сильно отличается от механизма действия других органических и неорганических нуклеаторов, которые представляют собой микродисперсные составы, не плавящиеся при температуре переработки.

Нуклеирующие (осветляющие) агенты на основе дибензилиден сорбитола плавятся и растворяются в полипропилене в процессе переработки, а при охлаждении, по данным японских учёных (Kobayashi, T., Hasegawa, H., Hashimoto, T., Nihon Reoroji Gakkaishi, 17), образуют волокнистую сетку, действующую как зародыш первичной кристаллизации. Такая сетка (диаметр волокна около 10 nм) обеспечивает максимально однородное распределение нуклеирующей добавки в полипропилене и, как следствие, максимально возможное количество первичных зародышей кристаллизации. Диаметр образующихся практически одновременно и в большом количестве сферолитов меньше длины волны видимого света, что приводит к получению максимально прозрачного изделия.