1. 研究目的与意义
聚丙烯作为五大通用塑料之一，在聚丙烯高速发展的几十年中,成核剂一直扮演着不可或缺的重要角色。在聚丙烯加工过程中加入成核剂,就能显著提高聚丙烯的结晶温度、加快结晶速率、减小球晶尺寸、显著提高聚丙烯的力学性能和光学性能。现在工业上常用的聚丙烯成核剂主要包括有机羧酸盐类、有机磷酸盐类、二苄叉山梨醇类这三大类有机成核剂和一些无机成核剂如碳酸钙、滑石粉、二氧化硅等[1]。近十几年来,科研人员又研发出了大量的新型成核剂,如复合成核剂[2-3]、纳米碳酸钙[4]等。酰胺类化合物是指氨或胺的氮原子上的氢被酰基取代后生成的化合物。酰胺也可以看作羧酸分子中的羟基被氨基或胺苯基取代后生成的化合物。常见的有甲酰胺(HCO-NH2)，乙酰胺[CH3-CO-NH2]，碳酰胺[CO-(NH2)2]等。常温时除甲酰胺是液体外其余都是晶体，低级酰胺易溶于水，酰胺类化合物是中性物质，酰胺和水加热煮沸，就发生水解反应，生成羧酸和氨如果水解时加碱，生成的酸就会变成盐，氨即逸出。酰胺类化合物成核剂也是近十几年研究出来的一类新型、高效的成核剂。酰胺类化合物中有部分化合物可以作为聚丙烯成核剂使用，可以诱导等规聚丙烯生成转变晶体形态，并且提高材料的结晶温度，减小等规聚丙烯的半结晶时间，缩小球晶尺寸，从而改善材料的力学性能。
2. 课题关键问题和重难点
1.本课题要求首先合成一系列酰胺化合物，并添加到聚丙烯当中，考察酰胺化合物对聚丙烯结晶性能的影响。而酰胺化合物的制备是其中的难点之一。
2.合成了酰胺化合物后我们要通过傅里叶红外仪器来检测该化合物中含有酰胺结构，红外仪器的使用方法也是关键。
3.加入了酰胺化合物的聚丙烯的结晶性能要通过核磁，红外，质谱等多种设备来检测，这些仪器的使用也是难点之一。
3. 国内外研究现状（文献综述）
聚丙烯是由丙烯聚合而得的热塑性塑料，通常为无色、半透明固体，无臭无毒，密度为0.90~0.919克/厘米，是最轻的通用塑料，其突出优点是具有在水中耐蒸煮的特性，耐腐蚀，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好，缺点是耐低温冲击性差，易老化，但可分别通过改性和添加助剂来加以改进。聚丙烯的生产方法有淤浆法、液相本体法和气相法3种。由于聚丙烯(PP)是结晶性聚合物,在熔融冷却过程会形成较大的球晶。球晶之间往往有比较明显的界面,当材料发生形变时,由外力引发的裂纹很容易沿着这些界面扩展,使材料产生脆性断裂;所以PP的性能与结晶度、结晶形态有着密切关系。结晶度低的PP熔点、硬度、刚性都很低;当PP结晶度达到70%时,其耐热性、拉伸强度与刚性等均有显著提高。若球晶粗而疏,则性脆且制品不透明;若球晶细而密,则能明显改善这两方面的缺点,因此,可用改变PP结晶度的方法改善其性能【1】作为一种结晶度较高的聚合物，结晶度、晶型以及晶体的结构形态都对其宏观性能有很大的影响。聚丙烯在不同的结晶条件下，能生成不同的晶型结构，主要有α、β、γ、δ等几种形式。等规聚丙烯主链上的甲基全部排列在分子链的一侧，它是一种典型的多晶型聚合物。在不同的生产和加工条件下至少可以生成alpha、beta、gamma和介晶态四种不同的球晶形态。其结晶行为不仅取决于聚丙烯的分子链结构，而且与其熔体的热经历、受力状况、异相晶核的存在与否等因素密切相关。α-PP综合性能良好，在生产中应用广泛，但由于其冲击强度和热变形温度较低，在一定程度上限制了聚丙烯的使用。而β-PP虽然拉伸强度和弹性模量较低，但因其具有良好的冲击性能和高的热变形温度，刚好弥补了α-PP的缺点。添加β晶型成核剂是目前获得β-PP的最为有效便捷的方法，因此对β成核剂的研究成为目前的热门课题。【2】
等规聚丙烯的结晶度是描述其物理和机械性能的一个重要参数,。另一方面,等规聚丙烯可以结晶成不同的结晶形式,即一个多态的行为，并且α，β，γ和碟状液晶改性可以发展依赖于聚合物和它的结晶条件。α改性使得用齐格勒纳塔催化剂制备的等规聚丙烯具有商业上的优势，而β，γ变态则出现在特殊情况下。γ改性,其独特的领域的非连锁包装的31个螺旋的单位细胞可以诱导合成聚合物,例如,在低分子量高压的等规聚丙烯样本结晶过程中,或高含量结构缺陷的茂金属等规聚丙烯标本。等规聚丙烯的β晶格是由琼斯在一定的淬火条件下发现的，最近，人们还发现它可以通过加入成核剂获得β改性。等规聚丙烯从熔体快速冷却到0度为介晶聚丙烯提供了发展。总之，无论是微观结构（特别是不规则结构）还是分子量都在等规聚丙烯结晶的力学性能中发挥重要的作用。【3】
酰胺类化合物是胺类化合物与酰化剂反应所得的产物，其合成方法大致有酰氯的氨(胺)解、酸酐的氨(胺)解、酯的氨(胺)解、酰胺的氨(胺)解、羧酸的N一酰化、用芳羧酸和三氯化磷酰化、酚(醚)酰胺化以及由异氰酸酯合成等8种方法]。在实际反应过程中经常采用一步法和两步法来制备酰胺，一步法即是用羧酸和胺在PC1。的作用下反应，或酰氯和胺直接制得酰胺；两步法即是首先将羧酸制备成酰氯，再和胺反应制得酰胺。用于酰胺合成的方法原则上都可用于二酰胺成核剂的合成。由于该类成核剂的结构基本为二酰胺，因此二胺或二元酸是其主要原料。当采用二胺时，常用的酰基化试剂为有机酸、有机酰氯或有机酸酯。根据酰基化试剂的不同，其制备工艺通常有以下3种：一元有机羧酸为酰基化剂、一元有机酰氯为酰基化剂及一元有机羧酸酯为酰基化剂。当然，也可以采用二元酸和一元胺为原料合成二胺成核剂。【4】
4. 研究方案
1.首先要合成一系列酰胺化合物，部分酰胺化合物可以作为聚丙烯的成核剂，可以诱导等规聚丙烯生成转变晶体形态，并且提高材料的结晶温度，减小等规聚丙烯的半结晶时间，缩小球晶尺寸，从而改善材料的力学性能。
2.合成的一系列酰胺化合物添加到聚丙烯当中。
3.通过DSC示差扫描量热仪，X射线衍射XRD，偏光显微镜等手段对加入了酰胺化合物的pp结晶性能进行检测。
5. 工作计划
1、通过毕设系统完成审题截止日期：2022年12月13日
2、通过毕设系统完成课题分配截止日期：2022年12月20日
3、通过毕设系统下达任务书截止日期：2022年1月17日
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