《聚乙烯的交聯(lián)改性.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、聚乙烯的交聯(lián)改性十③組交聯(lián)聚乙烯的特點現(xiàn)代塑料具有非常優(yōu)異的物理性能，只是受其相對較差的耐熱性能的影響，在許多應用領域中使用壽命仍然有限。PE由于其結(jié)構(gòu)特點，不能承受較高的使用溫度，加之機械強度較低，限制了它在許多領域的應用。為了改善PE的耐熱和力學性能，行之有效的方法是對其進行交聯(lián)改性。對于交聯(lián)聚乙烯而言，正是因為其具有獨特的三維網(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，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

2、腐蝕性能◆更好的耐磨性能◆更好的抗沖擊性能◆更好的抗裂紋快速擴散性能（甚至在低溫條件下）◆更好的耐環(huán)境應力開裂性能◆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為基礎樹脂，由硅垸為橋鍵材料，在聚合物大分子鏈間形成化學共價鍵以取代原先的范德華力，使分子構(gòu)成三維立體網(wǎng)絡。硅垸交聯(lián)PE的制備包含接枝和交聯(lián)兩個階段。在接枝階段，過氧化物引發(fā)劑受熱分解形成初級自由基，初級自由基奪取PE大分子鏈上的H原子形成PE大分子自由基，該自

3、由基與乙烯基三烷氧基硅烷CH2=CH—Si(OR)3中的乙烯基進行加成反應，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行交聯(lián)。一步法起源于M0n0sil技術(shù)，它是通過特制的精密計量系統(tǒng)，將原

4、料一次性進入專門設計的反應擠出機中，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◆硅烷交聯(lián)方式無需高昂的設備投入，諸如電子加速器，連續(xù)硫化設備等。◆硅烷交聯(lián)技術(shù)可獲得較高的擠出速度，并能減少開機階段產(chǎn)生的廢料。◆三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)可保證在相對較低的交聯(lián)度下的物理機械性能?！裟屠匣芰σ獌?yōu)于過氧化物或輻照交聯(lián)產(chǎn)品?！艏夹g(shù)簡單且穩(wěn)定的硅烷交聯(lián)方式可以應用于較大范圍的復合物加工，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)工藝基礎樹脂阻聚

5、劑抗氧劑基礎樹脂烯烴的均聚物和共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，接枝前后熔體流動速率下降的程度是不同的。具體生產(chǎn)中，單獨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，以希望達到預期的PE交聯(lián)制品。另外，硅烷接枝對聚合物的含水量有嚴格要求。硅垸遇到聚合物中的水分會發(fā)生水解并產(chǎn)生預交聯(lián)，將嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以聚合物在使用前要進行干燥處理。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樹脂與有機硅單體熔融接枝反應條件。當其它條件一定的情況下，隨著

6、DCP用量的增加，PE接枝效率有所變化。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?，會對硅垸接枝反應產(chǎn)生明顯影響，尤其是自由基的捕獲劑類型的抗氧劑，因為它們會捕獲PE自由基，抑制接枝反應。所以接枝過程中抗氧劑的添加要慎重，應選擇合適的抗氧劑。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

7、最常用的催化劑是二月桂酸二丁錫酯（DBDTL)，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，這些副反應對交聯(lián)PE的加工和儲存不利，所以應盡量減少這類反應的發(fā)生。為了降低這些副反應，采取的途徑是在接枝過程中加入復配阻聚劑。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

8、速度又強烈地依賴于擠出溫度。隨著溫度升高，引發(fā)劑的半衰期降低，提高擠出溫度有利于提高接枝反應速度。但擠出溫度過高，硅烷單體揮發(fā)，降低了接枝率。PE硅烷接枝反應溫度一般控制在190-210℃之間。擠出機轉(zhuǎn)速決定物料在擠出機中停留的時間（反應時間）和混合效果。停留時間太短，過氧化物分解不完全，