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文件名称:硅烷交联聚乙烯.docx
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总页数:4 页
更新时间:2025-05-16
总字数:约1.15千字
文档摘要

聚乙烯不能承受较高的温度,机械强度不足,限制了其在许多领域的应用。为提高聚乙烯的性能,研究了许多改性方法,其中,对聚乙烯进行交联,通过聚乙烯分子间的共价键形成一个网状的三维结构,迅速改善了聚乙烯树脂的性能,如:热形变性、耐磨性、耐耐化学药品性、耐化学药品性、耐应力开裂等一系列物理、化学性能。

聚乙烯电缆料的交联可以采用辐照交联、过氧化物交联和硅烷交联三种方法。前两种方法对电缆生产设备有特殊要求,设备投资较大。硅烷交联的方法是将乙烯与硅烷共聚或将硅烷接枝在聚乙烯上,挤成电缆后再用温水进行交联。其中,乙烯硅烷共聚树脂国内还没有生产。采用硅烷接枝聚乙烯交联电缆的作用原理是通过引发剂如过氧化物的作用将硅烷的乙烯基跟聚乙烯接枝,生成含有三甲基硅酯基的聚合物,水解后形成硅醇基,再通过硅醇基的缩聚反应产生交联作用而生成交联聚乙烯。

目前,硅烷交联有两种工艺:一种是DowCorning公司发明的两步法(Sioplas法);二是Nextrom公司和BICC公司创立的一步法(Monosil法)。其中一步法是在同一台挤出机上进行接枝和挤出电缆,设备要求高,目前国内仅有少数工厂拥有;两步法是先制备硅烷接枝的聚乙烯电缆料,然后由电缆厂挤出,生产交联电缆。两步法可以使用普通的电缆挤出设备,挤出工艺条件也容易掌握,因此现阶段很适合在国内发展。

????????????【两步法(Sioplas法)】

????????????【一步法(Monosil法)】

一步法工艺制得的硅烷接枝聚乙烯要在水分和催化剂同时存在时才能有效地进行交联转变为硅烷交联聚乙烯。因此,影响交联的主要因素可以归结以下几点:环境温度、环境湿度、样品厚度、催化剂用量和硅烷接枝聚乙烯的化学特性。

在交联过程中的两大成分因素是水分和催化剂浓度,将直接决定着硅烷交联聚乙烯的凝胶度的大小,而工艺因素,如温度和水煮时问,将决定交联速度的快慢。因此,对交联反应速率可以用下式来表示:

按配方

LDPE/VTEOS/DCP/DBTDL=100/2.0/0.1/0.0125,0.025,0.05,0.1制样,室温放置30d后,经96摄氏度热水水煮,水煮时间分别为0,0.5,1,1.5,2,3,4h测试凝胶含量。

将图1中曲线开始部分的斜率作图可得图2,可以看到,交联速率与催化剂浓度能很好地符合线性关系,表明在上式中的a值为1,即交联反应速率是关于催化剂浓度的一级反应。测试含有相同浓度催化剂的接枝聚乙烯在不同湿度下的交联反应速度,实验结果表明:交联速率与环境湿度也能很好地符合线性关系,说明上式中的b值为1即交联反应速率是关于水分浓度的一级反应。因此,交联反应速度可表示为