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(guò)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(kāi)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(jí)，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(guò)程首先是使過(guò)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(jī)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(diǎn)：（l）設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，成本低；（2）工藝通用性強(qiáng)，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(guò)氧化物用量少（僅為單獨(dú)用過(guò)氧化物交聯(lián)時(shí)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(zhǎng)。

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(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化二特丁烷、l?,?3－二特丁基過(guò)氧化二異丙苯、叔丁基過(guò)氧化苯甲酰等；交聯(lián)催化劑包括有機(jī)金屬化合物、無(wú)機(jī)酸、脂肪酸等，一般使用有機(jī)錫衍生物如二丁烯基錫二月桂酸。

在有機(jī)錫等催化劑存在下，易出現(xiàn)過(guò)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(wèn)題，美國(guó)聯(lián)碳（UCC?）公司采用二羥基氧化錫、羧酸和羧酸鹽在加工過(guò)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(diǎn)是交聯(lián)反應(yīng)速度較慢，如果采用酯類過(guò)氧化物（如叔丁基過(guò)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(guó)BP?公司用二丁基錫的聚合物作為水解縮合催化劑來(lái)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(diǎn)變化不大；交聯(lián)度高，維卡軟化點(diǎn)可提高30℃～40℃；交聯(lián)聚乙烯的長(zhǎng)期使用溫度為95℃一100℃。分子量為20萬(wàn)的聚乙烯每個(gè)分子鏈上僅接有12?一13?個(gè)硅烷單體，所以硅烷交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)點(diǎn)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(guò)氧化物交聯(lián)形成的分子間一C?一C?一交聯(lián)鍵，其3?個(gè)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(jī)械性能一般優(yōu)于具有一C?一C?一平面結(jié)構(gòu)的過(guò)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(guò)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?yàn)榻宦?lián)后強(qiáng)度提高，另一方面是聚乙烯鏈上接枝硅烷長(zhǎng)鏈后，由于長(zhǎng)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(zhǎng)支鏈纏結(jié)強(qiáng)化了晶片間的無(wú)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(wú)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(wú)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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