交聯(lián)劑-電纜情緣網(wǎng)課件.ppt

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1、聚乙烯的交聯(lián)改性十③組交聯(lián)聚乙烯的特點(diǎn)現(xiàn)代塑料具有非常優(yōu)異的物理性能，只是受其相對(duì)較差的耐熱性能的影響，在許多應(yīng)用領(lǐng)域中使用壽命仍然有限。PE由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不能承受較高的使用溫度，加之機(jī)械強(qiáng)度較低，限制了它在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。為了改善PE的耐熱和力學(xué)性能，行之有效的方法是對(duì)其進(jìn)行交聯(lián)改性。對(duì)于交聯(lián)聚乙烯而言，正是因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，使其具有更加出色的性能。最初研發(fā)交聯(lián)聚乙烯時(shí)，其目的是在高溫環(huán)境下獲得更長的使用壽命。此外，與未交聯(lián)的聚乙烯相比，交聯(lián)聚乙烯還具有：◆更好的抗蠕變性能◆更好的耐老化性能◆更好的耐化學(xué)腐蝕性能

2、◆更好的耐磨性能◆更好的抗沖擊性能◆更好的抗裂紋快速擴(kuò)散性能（甚至在低溫條件下）◆更好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能◆突出的抗裂紋慢速增長性能交聯(lián)聚乙烯的改性方法改性方法PE的硅烷交聯(lián)PE的高能輻照交聯(lián)PE的過氧化物交聯(lián)PE的紫外光照交聯(lián)PE的硅烷交聯(lián)硅垸交聯(lián)PE以PE為基礎(chǔ)樹脂，由硅垸為橋鍵材料，在聚合物大分子鏈間形成化學(xué)共價(jià)鍵以取代原先的范德華力，使分子構(gòu)成三維立體網(wǎng)絡(luò)。硅垸交聯(lián)PE的制備包含接枝和交聯(lián)兩個(gè)階段。在接枝階段，過氧化物引發(fā)劑受熱分解形成初級(jí)自由基，初級(jí)自由基奪取PE大分子鏈上的H原子形成PE大分子自由基，該自由基與乙烯基三烷

3、氧基硅烷CH2=CH—Si(OR)3中的乙烯基進(jìn)行加成反應(yīng)，形成PE接枝硅垸活性大分子。該活性大分子通過奪取PE中的H原子實(shí)現(xiàn)鏈轉(zhuǎn)移得到PE接枝硅垸產(chǎn)物（接枝料A)。在交聯(lián)階段，PE接枝硅烷產(chǎn)物在有機(jī)錫類催化劑的作用下水解生成硅醇，硅醇通過脫水或脫醇形成PE硅垸交聯(lián)產(chǎn)物。兩步法來源于道康寧公司的Sioplase技術(shù)。第一步是硅烷接枝PE粒料和催化母料的混煉擠出制備，第二步是接枝PE粒料和催化母料與PE—起擠出成型，制品在熱水或低壓蒸汽下進(jìn)行交聯(lián)。一步法起源于M0n0sil技術(shù)，它是通過特制的精密計(jì)量系統(tǒng)，將原料一次性進(jìn)入專門設(shè)計(jì)的反

4、應(yīng)擠出機(jī)中，一步完成接枝和成型的工藝。硅垸接枝交聯(lián)PE主要有"兩步法"和"一步法"兩種生產(chǎn)工藝。硅烷交聯(lián)工藝的優(yōu)點(diǎn)◆硅烷交聯(lián)方式無需高昂的設(shè)備投入，諸如電子加速器，連續(xù)硫化設(shè)備等?！艄柰榻宦?lián)技術(shù)可獲得較高的擠出速度，并能減少開機(jī)階段產(chǎn)生的廢料。◆三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)可保證在相對(duì)較低的交聯(lián)度下的物理機(jī)械性能。◆耐老化能力要優(yōu)于過氧化物或輻照交聯(lián)產(chǎn)品。◆技術(shù)簡單且穩(wěn)定的硅烷交聯(lián)方式可以應(yīng)用于較大范圍的復(fù)合物加工，包括填充礦物成份的產(chǎn)品。影響硅垸接枝交聯(lián)PE的因素交聯(lián)劑引發(fā)劑交聯(lián)催化劑接枝/交聯(lián)工藝基礎(chǔ)樹脂阻聚劑抗氧劑基礎(chǔ)樹脂烯烴的均聚物和共

5、聚物都可被不飽和硅垸接枝交聯(lián)。不同PE因其結(jié)構(gòu)不同，接枝前后熔體流動(dòng)速率下降的程度是不同的。具體生產(chǎn)中，單獨(dú)的一種樹脂很難滿足綜合性能要求，通常采用幾種樹脂共混的辦法來調(diào)節(jié)樹脂的基本特性，以希望達(dá)到預(yù)期的PE交聯(lián)制品。另外，硅烷接枝對(duì)聚合物的含水量有嚴(yán)格要求。硅垸遇到聚合物中的水分會(huì)發(fā)生水解并產(chǎn)生預(yù)交聯(lián)，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以聚合物在使用前要進(jìn)行干燥處理。引發(fā)劑硅烷接枝交聯(lián)PE常用的引發(fā)劑為DCP，其分解溫度及半衰期都能滿足PE樹脂與有機(jī)硅單體熔融接枝反應(yīng)條件。當(dāng)其它條件一定的情況下，隨著DCP用量的增加，PE接枝效率有所變化。

6、DCP的用量一般為0.05-0.5份。交聯(lián)劑交聯(lián)劑一般采用乙烯基不飽和硅垸作為交聯(lián)劑，包括乙烯基三甲氧基硅垸和乙烯基三乙氧基硅烷。交聯(lián)劑用量一般在0.5-4份之間?？寡鮿┛寡鮿┤粼诮又χ凹尤?，會(huì)對(duì)硅垸接枝反應(yīng)產(chǎn)生明顯影響，尤其是自由基的捕獲劑類型的抗氧劑，因?yàn)樗鼈儠?huì)捕獲PE自由基，抑制接枝反應(yīng)。所以接枝過程中抗氧劑的添加要慎重，應(yīng)選擇合適的抗氧劑。常用的抗氧劑有抗氧劑330、168、1010、RD及其它芳香胺類穩(wěn)定劑，也可采用復(fù)配抗氧劑。一般抗氧劑含量不大于1份。交聯(lián)催化劑交聯(lián)催化劑最常用的催化劑是二月桂酸二丁錫酯（DBDTL)，

7、其用量為0.02-?0.15份。加入交聯(lián)催化劑一般有兩種形式，一種是直接加人到PE料中或者以母料形式加入；另一種是在制品的外表面涂上一層催化劑。第一種方法使用較多。阻聚劑阻聚劑在硅垸接枝和交聯(lián)過程中不可避免地發(fā)生很多副反應(yīng)，這些副反應(yīng)對(duì)交聯(lián)PE的加工和儲(chǔ)存不利，所以應(yīng)盡量減少這類反應(yīng)的發(fā)生。為了降低這些副反應(yīng)，采取的途徑是在接枝過程中加入復(fù)配阻聚劑。接枝/交聯(lián)工藝影響PE硅烷接枝的主要工藝因素是擠出溫度和擠出速度。接枝反應(yīng)的速度主要取決于接枝引發(fā)劑的分解速度，而接枝引發(fā)劑的分解速度又強(qiáng)烈地依賴于擠出溫度。隨著溫度升高，引發(fā)劑的半衰期

8、降低，提高擠出溫度有利于提高接枝反應(yīng)速度。但擠出溫度過高，硅烷單體揮發(fā)，降低了接枝率。PE硅烷接枝反應(yīng)溫度一般控制在190-210℃之間。擠出機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定物料在擠出機(jī)中停留的時(shí)間（反應(yīng)時(shí)間）和混合效果。停留時(shí)間太短，過氧化物分解不完全，