硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的生產(chǎn)及應(yīng)用

交聯(lián)技術(shù)是提高PE性能的一種重要技術(shù)。經(jīng)過交聯(lián)改性的PE可使其性能得到大幅度的改善，不僅顯著提高了PE?的力學(xué)性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性能、抗蠕變性和電性能等綜合性能，而且非常明顯地提高了耐溫等級，可使PE?的耐熱溫度從70℃提高到100℃以上，從而大大拓寬了PE?的應(yīng)用范圍。目前，交聯(lián)聚乙烯（CLPE?）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于管材、薄膜、電纜料以及泡沫制品等方面。

交聯(lián)聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)

硅烷交聯(lián)法?????

硅烷交聯(lián)法又名溫水交聯(lián)法，將硅烷接枝到聚乙烯主鏈上，在水和催化劑的作用下，引發(fā)硅氧烷鍵交聯(lián)而獲得交聯(lián)聚乙烯。硅烷交聯(lián)聚乙烯的成型過程首先是使過氧化物引發(fā)劑受熱分解，使之成為化學(xué)活性很高的游離基。這些游離基奪取聚合物分子中的氫原子使聚合物主鏈變?yōu)榛钚杂坞x基，然后再與硅烷交聯(lián)劑產(chǎn)生接枝反應(yīng)，接枝后的聚乙烯在有機錫的催化作用下，發(fā)生水解縮合形成一Si?一。一Si?一交聯(lián)鍵即得到硅烷交聯(lián)聚乙烯。與其它方法相比，硅烷交聯(lián)法所得的聚乙烯產(chǎn)品具有如下優(yōu)點：（l）設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，成本低；（2）工藝通用性強，適用于所有密度的聚乙烯，亦適用于大部分有填充料的聚乙烯；（3）不受厚度限制；（4）過氧化物用量少（僅為單獨用過氧化物交聯(lián)時的10?%），因此在聚乙烯絕緣層生成微孔較少，有利于保持聚乙烯的高絕緣性；（5）耐老化性能好，使用壽命長。

硅烷交聯(lián)常用的接枝單體有乙烯基丁甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（2－甲氧基乙氧基）硅烷；常用的引發(fā)劑有過氧化二異丙苯、過氧化二特丁烷、l?,?3－二特丁基過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化苯甲酰等；交聯(lián)催化劑包括有機金屬化合物、無機酸、脂肪酸等，一般使用有機錫衍生物如二丁烯基錫二月桂酸。

在有機錫等催化劑存在下，易出現(xiàn)過早交聯(lián)，產(chǎn)生結(jié)焦，影響進(jìn)一步的加工和制品性能。為了解決此問題，美國聯(lián)碳（UCC?）公司采用二羥基氧化錫、羧酸和羧酸鹽在加工過程中反應(yīng)生成催化劑的方法。硅烷溫水交聯(lián)聚乙烯工藝中的主要缺點是交聯(lián)反應(yīng)速度較慢，如果采用酯類過氧化物（如叔丁基過氧化物異壬基酯）作引發(fā)劑和用金屬氧化物（如氧化鋅、氧化錫等）作縮合催化劑，交聯(lián)速度快，可省去溫水或蒸汽交聯(lián)工藝。英國BP?公司用二丁基錫的聚合物作為水解縮合催化劑來代替目前常用的二丁基錫二月桂酸酯，可提高催化劑的活性，交聯(lián)均勻，所得產(chǎn)品的性能好；常用的抗氧劑有1010與硫代二丙酸二月桂酯組成協(xié)同體系，用于交聯(lián)體系；常用的分散劑用可與聚乙烯相容的低分子量液體如液體石蠟等。

聚乙烯經(jīng)硅烷交聯(lián)后的物理性能有較為顯著的變化????

（l）耐熱性能提高：由于交聯(lián)聚乙烯為體型大分子，故為不熔、不溶物，耐熱性能明顯提高。交聯(lián)度低，維卡軟化點變化不大；交聯(lián)度高，維卡軟化點可提高30℃～40℃；交聯(lián)聚乙烯的長期使用溫度為95℃一100℃。分子量為20萬的聚乙烯每個分子鏈上僅接有12?一13?個硅烷單體，所以硅烷交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)點間距大，又因一Si?一O?一鍵與一Si?一C?一鍵的柔性好，因此交聯(lián)聚乙烯的耐低溫性好，可在－50?℃?甚至一70?℃?以上使用。并且，由于硅烷交聯(lián)聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)不同于通常過氧化物交聯(lián)形成的分子間一C?一C?一交聯(lián)鍵，其3?個硅烷氧基均可以進(jìn)行水解縮合反應(yīng)，能夠形成立體網(wǎng)狀交聯(lián)，因此，其熱機械性能一般優(yōu)于具有一C?一C?一平面結(jié)構(gòu)的過氧化物交聯(lián)聚乙烯。即使硅烷交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)度比過氧化物交聯(lián)的低15％一20?%?，兩者的熱變形溫度仍相當(dāng)。

(?2?）耐化學(xué)介質(zhì)性優(yōu)異。

交聯(lián)聚乙烯比普通聚乙烯有更好的耐化學(xué)介質(zhì)性能，一方面是因為交聯(lián)后強度提高，另一方面是聚乙烯鏈上接枝硅烷長鏈后，由于長鏈不斷進(jìn)人緊密堆砌的片晶格子中，因而增加了晶體間的連接分子數(shù)目此外，結(jié)構(gòu)上的長支鏈纏結(jié)強化了晶片間的無定形區(qū)，使耐環(huán)境應(yīng)力提高，特別是在100?℃?以下的較高溫度范圍內(nèi)；(?3?）電絕緣性能突出。交聯(lián)聚乙烯結(jié)晶區(qū)較少，密度均勻，并且引人了無極性的一Si一O一鍵與一Si一C?一鍵，使其電絕緣性基本無變化，所以仍屬于好的絕緣材料，并且在較高溫度和苛刻的化學(xué)介質(zhì)中絕緣性仍較高，常用于電纜屏蔽層。

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