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“成核”與“增強”是在聚丙烯（PP）工業(yè)中經(jīng)常會遇到的兩個術(shù)語，二者通常都會伴隨著材料性能的提升，但它們卻有本質(zhì)的區(qū)別，尤其是在作用機理方面。本文嘗試闡述一下“成核”與“增強”的區(qū)別。
一、成核機理是怎樣的？
1．PP的結(jié)晶機理
圖1：球晶
通常，PP不會像小分子一樣結(jié)晶成立方體、長方形或其他單晶體。在沒有成核劑的情況下，PP制品中所發(fā)現(xiàn)的結(jié)晶體是球形的（如圖1所示），并且由從一個中央晶核中生長出來的片晶束組成。回復(fù)“PP”查看更多文章
圖2：來自球晶的片晶束
雖然每個晶束有一個非常明確的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和特定取向，但凈取向是零，這是因為微晶的球形性質(zhì)。如果一個來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在一些過程如固相壓力成型（SPPF）中進(jìn)一步顯現(xiàn)出來，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，減少翹曲和收縮問題。
二、增強機理是怎樣的？
增強劑是指添加到樹脂中能與樹脂緊密地結(jié)合，并使制品的機械力學(xué)性能顯著提高的物質(zhì)。
常用的增強纖維有玻璃纖維、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劑在PP基體中斷面凍結(jié)的一個典型的SEM圖。與成核作用相比，增強劑雖然能在聚合物熔體流中強烈取向，但是它們一般不會使PP結(jié)晶成核，因此不會誘導(dǎo)結(jié)晶取向。
三、成核劑和增強劑的區(qū)別？
通過總結(jié)，成核劑與增強劑的區(qū)別和聯(lián)系如下表所示：
表：成核劑與增強劑的區(qū)別和聯(lián)系
成核劑 | 增強劑 | |
區(qū)別 | 成核粒子本身不增強材料，它是通過提高樹脂中的結(jié)晶度以及引導(dǎo)樹脂特定結(jié)晶取向來“增強”PP。雖然模量、熱變形溫度（HDT）和拉伸性能通常會隨著成核的增加而提高，但是其變化程度經(jīng)常受PP制品中取向差異的影響。 | 1.增強粒子自身強度高，它通過自身的作用使樹脂產(chǎn)生強烈的取向。 2.用量一般比成核劑高，自身不成核，但也有例外。例如，滑石在低用量（＜1%）時，是一種溫和的PP成核劑，但在更高用量時則成為增強劑。 |
聯(lián)系 | 粒子都必須有足夠的縱橫比，對樹脂熔體產(chǎn)生強烈的取向 | |
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