交联剂-电缆情缘网课件.ppt

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1、聚乙烯的交联改性十③組交联聚乙烯的特点现代塑料具有非常优异的物理性能，只是受其相对较差的耐热性能的影响，在许多应用领域中使用寿命仍然有限。PE由于其结构特点，不能承受较高的使用温度，加之机械强度较低，限制了它在许多领域的应用。为了改善PE的耐热和力学性能，行之有效的方法是对其进行交联改性。对于交联聚乙烯而言，正是因为其具有独特的三维网状分子结构，使其具有更加出色的性能。最初研发交联聚乙烯时，其目的是在高温环境下获得更长的使用寿命。此外，与未交联的聚乙烯相比，交联聚乙烯还具有：◆更好的抗蠕变性能◆更好的耐老化性能◆更好的耐化学腐蚀性能

2、◆更好的耐磨性能◆更好的抗冲击性能◆更好的抗裂纹快速扩散性能（甚至在低温条件下）◆更好的耐环境应力开裂性能◆突出的抗裂纹慢速增长性能交联聚乙烯的改性方法改性方法PE的硅烷交联PE的高能辐照交联PE的过氧化物交联PE的紫外光照交联PE的硅烷交联硅垸交联PE以PE为基础树脂，由硅垸为桥键材料，在聚合物大分子链间形成化学共价键以取代原先的范德华力，使分子构成三维立体网络。硅垸交联PE的制备包含接枝和交联两个阶段。在接枝阶段，过氧化物引发剂受热分解形成初级自由基，初级自由基夺取PE大分子链上的H原子形成PE大分子自由基，该自由基与乙烯基三烷

3、氧基硅烷CH2=CH—Si(OR)3中的乙烯基进行加成反应，形成PE接枝硅垸活性大分子。该活性大分子通过夺取PE中的H原子实现链转移得到PE接枝硅垸产物（接枝料A)。在交联阶段，PE接枝硅烷产物在有机锡类催化剂的作用下水解生成硅醇，硅醇通过脱水或脱醇形成PE硅垸交联产物。两步法来源于道康宁公司的Sioplase技术。第一步是硅烷接枝PE粒料和催化母料的混炼挤出制备，第二步是接枝PE粒料和催化母料与PE—起挤出成型，制品在热水或低压蒸汽下进行交联。一步法起源于M0n0sil技术，它是通过特制的精密计量系统，将原料一次性进入专门设计的反

4、应挤出机中，一步完成接枝和成型的工艺。硅垸接枝交联PE主要有"两步法"和"一步法"两种生产工艺。硅烷交联工艺的优点◆硅烷交联方式无需高昂的设备投入，诸如电子加速器，连续硫化设备等。◆硅烷交联技术可获得较高的挤出速度，并能减少开机阶段产生的废料。◆三维网状分子结构可保证在相对较低的交联度下的物理机械性能。◆耐老化能力要优于过氧化物或辐照交联产品。◆技术简单且稳定的硅烷交联方式可以应用于较大范围的复合物加工，包括填充矿物成份的产品。影响硅垸接枝交联PE的因素交联剂引发剂交联催化剂接枝/交联工艺基础树脂阻聚剂抗氧剂基础树脂烯烃的均聚物和共

5、聚物都可被不饱和硅垸接枝交联。不同PE因其结构不同，接枝前后熔体流动速率下降的程度是不同的。具体生产中，单独的一种树脂很难满足综合性能要求，通常采用几种树脂共混的办法来调节树脂的基本特性，以希望达到预期的PE交联制品。另外，硅烷接枝对聚合物的含水量有严格要求。硅垸遇到聚合物中的水分会发生水解并产生预交联，将严重影响产品的质量。所以聚合物在使用前要进行干燥处理。引发剂硅烷接枝交联PE常用的引发剂为DCP，其分解温度及半衰期都能满足PE树脂与有机硅单体熔融接枝反应条件。当其它条件一定的情况下，随着DCP用量的增加，PE接枝效率有所变化。

6、DCP的用量一般为0.05-0.5份。交联剂交联剂一般采用乙烯基不饱和硅垸作为交联剂，包括乙烯基三甲氧基硅垸和乙烯基三乙氧基硅烷。交联剂用量一般在0.5-4份之间。抗氧剂抗氧剂若在接枝之前加入，会对硅垸接枝反应产生明显影响，尤其是自由基的捕获剂类型的抗氧剂，因为它们会捕获PE自由基，抑制接枝反应。所以接枝过程中抗氧剂的添加要慎重，应选择合适的抗氧剂。常用的抗氧剂有抗氧剂330、168、1010、RD及其它芳香胺类稳定剂，也可采用复配抗氧剂。一般抗氧剂含量不大于1份。交联催化剂交联催化剂最常用的催化剂是二月桂酸二丁锡酯（DBDTL)，

7、其用量为0.02-〜0.15份。加入交联催化剂一般有两种形式，一种是直接加人到PE料中或者以母料形式加入；另一种是在制品的外表面涂上一层催化剂。第一种方法使用较多。阻聚剂阻聚剂在硅垸接枝和交联过程中不可避免地发生很多副反应，这些副反应对交联PE的加工和储存不利，所以应尽量减少这类反应的发生。为了降低这些副反应，采取的途径是在接枝过程中加入复配阻聚剂。接枝/交联工艺影响PE硅烷接枝的主要工艺因素是挤出温度和挤出速度。接枝反应的速度主要取决于接枝引发剂的分解速度，而接枝引发剂的分解速度又强烈地依赖于挤出温度。随着温度升高，引发剂的半衰期

8、降低，提高挤出温度有利于提高接枝反应速度。但挤出温度过高，硅烷单体挥发，降低了接枝率。PE硅烷接枝反应温度一般控制在190-210℃之间。挤出机转速决定物料在挤出机中停留的时间（反应时间）和混合效果。停留时间太短，过氧化物分解不完全，