交聯聚乙烯

交聯聚乙烯

交聯聚乙烯絕緣是利用化學方法或物理方法,使聚乙烯分子由線型分子結構變為三維網狀結構,由熱塑性材料變成熱固性材料,工作溫度從70℃提高到90℃,顯著提高了材料性能。

基本信息

定義

為提高聚乙烯的性能,研究了許多改性方法,對聚乙烯進行交聯,通過聚乙烯分子間的的共價鍵形成一個網狀的三維結構,迅速改善了聚乙烯樹脂的性能,如:熱形變性、耐磨性、耐化學藥品性、耐應力開裂等一系列物理、化學性能。

性質

交聯聚乙烯交聯聚乙烯
交聯聚乙烯具有以下優點:
1、耐熱性能:網狀立體結構的XLPE具有十分優異的耐熱性能。在300℃以下不會分解及碳化,長期工作溫度可達90℃,熱壽命可達40年。
2、絕緣性能:XLPE保持了PE原有的良好絕緣特性,且絕緣電阻進一步增大。其介質損耗角正切值很小,且受溫度影響不大。
3、機械特性:由於在大分子間建立了新的化學鍵,XLPE的硬度、剛度、耐磨性和抗衝擊性均有提高,從而彌補了PE易受環境應力而龜裂的缺點。
4、耐化學特性:XLPE具有較強的耐酸鹼和耐油性,其燃燒產物主要為水和二氧化碳,對環境的危害較小,滿足現代消防安全的要求。

交聯方法

交聯聚乙烯製品交聯聚乙烯製品
聚乙烯的交聯方法有物理交聯(輻射交聯)和化學交聯兩種。化學交聯又分為矽烷交聯、過氧化物交聯。
1、輻射交聯:將聚乙烯製品,如包覆在導線上的聚乙烯護套、薄膜、薄壁管等產品用γ一射線、高能射線進行照射進行交聯(引發聚乙烯大分子產生自由基,形成C-C交聯鏈)。交聯度受輻射劑量及溫度的影響,交聯點隨輻射劑量的增加而增加,因此通過控制輻射條件,可以獲得具有一定交聯度的交聯聚乙烯製品。
此方法設備投資大,防護設施要好,最適用於製備薄型交聯產品。
2、化學交聯:化學交聯則是採用化學交聯劑使聚合物產生交聯,由線性結構轉變為網狀結構。交聯劑的選擇應視聚合物品種,加工工藝和製品性能而定,理想的交聯劑除滿足一些具體的要求外,還應具有如下基本要求:交聯率高,交聯結構穩定;加工安全性大,使用方便,加入樹脂後的有效期適中,無過早或過晚交聯之弊;不影響製品的加工性能和使用性能;無毒、不污染、不刺激皮膚和眼睛。
在化學交聯中又有過氧化物交聯、矽烷交聯偶氮交聯之分:
①、過氧化物交聯及交聯劑
過氧化物交聯,一般採用有機過氧化物為交聯劑,在熱的作用下,分解而生成活性的游離基,這些游離基使聚合物碳鏈上生成活性點,並產生碳一碳交聯,形成網狀結構。該技術需要高壓擠出設備,使交聯反應在機筒內進行,然後使用快速加熱方式對製品加熱,從而產生交聯製品。所以採用過氧化物交聯法生產聚乙烯管材不易控制,產品質量不穩。
②、矽烷交聯及交聯劑
二十世紀六十年代研製成功矽烷交聯技術。該技術是利用含有雙鏈的乙烯基矽烷在引發劑的作用下與熔融的聚合物反應,形成矽烷接枝聚合物,該聚合物在矽烷醇縮合催化劑的存在下,遇水發生水解,從而形成網狀的氧烷鏈交聯結構。矽烷交聯技術由於其交聯所用設備簡單,工藝易於控制,投資較少,成品交聯度高,品質好,從而大大推動了交聯聚乙烯的生產和套用。除聚乙烯、矽烷外,交聯中還需用催化劑、引發劑、抗氧劑等。
③偶氮交聯
該方法是將偶氮化合物混入PE中,並在低於偶氮化合物分解溫度擠出,擠出物通過一高溫鹽浴,偶氮化合物分解形成自由基,引發聚乙烯交聯。一般用於熔融溫度較低的柏膠類材料,對於塑膠很少有實際套用。

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