硅烷交联聚烯烃研究进展

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硅烷交联聚乙烯的制备及生产工艺的优化

硅烷交联聚乙烯的制备及生产工艺的优化

毕业设计(论文)论文题目:硅烷交联聚乙烯的制备及生产工艺的优化系部:电气工程系专业:电线电缆制造技术班级:2014级06班学生姓名:田丰保学号:140314218指导教师:白志强2017年5月3日摘要综述国内外硅烷交联聚乙烯技术的研究进展及应用情况,介绍了硅烷交联聚乙烯的生产工艺、配方的研究、制品的性能及应用等指出硅烷交联技术在聚乙烯改性方面应用前景和研究新方向。

本文介绍了为保证硅烷交联聚乙烯料具有最稳定的质量和满足客户高要求,主要采用六西格玛管理方法对工艺进行优化,提高性能,提高生产过程能力,降低性能波动性。

关键词:交联工艺、工艺优化、硅烷交联聚乙烯ABSTRACTResearch progress and application situation at home and abroad of silane crosslinked polyethylene technology,introduces the production process of silane crosslinked polyethylene,formulation research,product performance and application that silane crosslinked polyethylene modified technology in the applications and new research directions.This paper introduces for silane crosslinked polyethylene material has the most stable quality and meet customer requirements,mainly to optimize the process,using six sigma management method to improve the performance,improve the production process capability,reduce the performance volatility.Key words:Crosslinking technology,process optimization,silane crosslinked polyethylene目录摘要 (I)绪论 (1)第1章scp1的简介 (2)1.1scp的发展历程 (2)1.2scp的配方 (2)1.3scp的用途和前景 (4)第2章scp的制备 (5)2.1scp的反应机理 (5)2.2工艺流程 (8)2.3设备的简介 (12)2.4scp的生产中温度的设定 (14)第3章scp的优化 (16)3.1优化方案的设计、分析与验证 (16)3.2优化前后特点的对比 (22)第4章结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)硅烷交联聚乙烯silicone crosslinked polyethylene(缩写scp)II绪论硅烷交联又称温水交联,1960年由英国道康宁公司提出开发,也称为Sioplas 法,即硅烷接枝交联工艺,它是接枝和挤出分成两个工序进行。

二步法硅烷交联聚乙烯抗预交联性的研究

二步法硅烷交联聚乙烯抗预交联性的研究

二步法硅烷交联聚乙烯抗预交联性的研究发布时间:2021-04-26T03:06:24.238Z 来源:《中国科技人才》2021年第6期作者:高兵兵[导读] 为了改善聚烯的耐热和机械性能,行之有效的方法是化学交联改性[1]。

上海高分子功能材料研究所上海市 201314摘要:二步法硅烷交联聚乙烯主要在电线电缆料、管材料中广泛应用。

二步法硅烷交联聚乙烯在制备、保存、加工过程会出现预交联,导致制品缺陷。

本实验主要研究了二步法硅烷交联聚乙烯通过添加抗预交联剂MP-0防止预交联的方法,验证并有效。

关键词:二步法;硅烷交联聚乙烯;抗预交联聚乙烯作为五大通用塑料之一。

由于结构原因,聚乙烯不能承受较高的使用温度, 加之其机械强度较低,因而限制了它在许多领域的应用。

为了改善聚烯的耐热和机械性能,行之有效的方法是化学交联改性[1]。

聚乙烯化学交联改性技术通常有三种:辐照交联法、化学交联法、硅烷交联法。

硅烷交联法具有设备投资少,工艺通用性强,不受制品厚度限制,过氧化物用量低,耐老化性能好,所以人们更倾向于研究硅烷交联技术。

硅烷交联法又分一步法和二步法,用二步法硅烷交联法进行交联改性时,通常先将乙烯基硅烷通过熔融接枝反应接枝到聚乙烯的分子链上,生成硅烷接枝聚乙烯[2],硅烷接枝聚乙烯与催化剂B 料按照一定比例混合挤出,再进行温水交联后,形成硅烷交联聚乙烯塑料。

二步法硅烷交联聚乙烯同样存在一些缺点,例如在接枝、保存、加工过程都会出现预交联反应,导致挤出表观差,得到的制品表面有疙瘩。

本实验将研究一种抗预交联剂MP-0对二步法硅烷交联聚乙烯预交联反应的影响。

1.实验部分1.1、主要原料线性低密度聚乙烯218WJ,沙特基础工业有限公司;乙烯基三甲氧基硅烷(A-171),南京化学试剂股份有限公司;过氧化二异丙苯(DCP),南京化学试剂股份有限公司;二月桂酸二丁基锡(DBTDL),杭州瑞科化工有限公司;抗预交联剂:MP-0;蒸馏水。

硅烷接枝交联聚烯烃共聚物POE的研究

硅烷接枝交联聚烯烃共聚物POE的研究

硅烷接枝交联聚烯烃共聚物POE的研究顾鑫;张宇;陈弦【期刊名称】《塑料工业》【年(卷),期】2012(40)7【摘要】以过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂,使用哈克(HAAKE)流变仪研究了乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)接枝交联不同型号的聚烯烃弹性体(POE)(TAFMERDF610、Vistamaxx 6202、Koattro KT-MR-05)的反应规律.结果表明,VTES以化学键接枝到POE分子链上.加工过程中扭矩变化和接枝交联的反应程度与POE的种类有直接关系,其中,DF610更容易预交联,接枝率较高;而Vistamaxx 6202和KT-MR-05在反应过程中产生降解,接枝率较低.对产品凝胶含量影响因素进行方差分析表明,水解前对凝胶含量影响严重的是DCP的含量,而水解后硅烷含量的变化对凝胶含量影响显著.%Taking DCP as the initiator, the reaction rule of different kinds of POE grafted and crosslinked with vinyl triethoxysilane in HAAKE torque rheometer was studied, the results showed that: vinyl trielhoxysilane connected with the molecular chain of POE by chemical bond. The kind of POE influenced the torque and the reaction degree of grafting and crosslinking. Among them, the TAFMER DF610 were easier to be pre-crosslinked and had a higher grafting rate; the Vistamaxx 6202 and koattro KT-MR-05 were degradable and had a lower grafting rate. Moreover, analysis results of the influencing factors of the product showed that the content of the DCP was severe prior to the gel content beforehydrolysised and the silane content significantly affected the change of gel content after hydrolysised.【总页数】5页(P82-86)【作者】顾鑫;张宇;陈弦【作者单位】四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610065;四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610065;四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TQ320.5+2【相关文献】1.硅烷交联聚烯烃研究进展 [J], 刘庆广;王利娜;龚方红2.硅烷接枝POE的室温交联研究 [J], 彭冲;李初桐;任俊;张胜星;顾在春;张爱民;武建勋3.硅烷交联聚烯烃弹性体的接枝与交联 [J], 宋阳;张宇;郑莹莹;陈弦;何波兵4.硅烷交联聚烯烃弹性体的改性研究 [J], 张国强;金晓丹;汪根林;江平开5.电子束辐照交联多接枝共聚物与嵌段双接枝共聚物热塑性弹性体 [J], 杨军(编译);王进因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

硅烷接枝交联聚乙烯的研究

硅烷接枝交联聚乙烯的研究

硅烷接枝交联聚乙烯的研究
硅烷接枝交联聚乙烯是一种具有优异性能的材料,其研究主要涉及两个方面:硅烷接枝和交联聚乙烯。

硅烷接枝是通过在聚乙烯主链上引入硅烷基团来改善聚乙烯的性能。

硅烷基团可以通过化学反应或辐射诱导接枝到聚乙烯链上。

接枝后的硅烷基团可以提高聚乙烯的耐热性、耐候性和表面润湿性,在材料的应用领域中具有重要的作用。

交联聚乙烯是指通过化学交联或物理交联使聚乙烯分子之间形成三维网络结构,提高聚乙烯的力学性能、热稳定性和抗老化性能。

常见的交联方法包括热交联、辐射交联和化学交联等。

研究硅烷接枝交联聚乙烯的目的是进一步改善聚乙烯的性能,扩展其在工业和应用领域的应用。

这方面的研究主要包括硅烷接枝的方法和条件优化、交联剂的选择和添加量控制、交联反应的条件和机理研究等。

通过研究硅烷接枝交联聚乙烯,可以得到具有优异性能的材料,应用于电线电缆、管道、绝缘材料、密封材料等领域。

此外,还可以进一步探索新型硅烷接枝剂和交联方法,为聚乙烯的改性和应用提供更多可能性。

浅谈硅烷交联聚乙烯材料

浅谈硅烷交联聚乙烯材料

浅谈硅烷交联聚乙烯材料吴红燕1孙 威2申凯允1(1.阳光旭昇电缆有限公司,河南许昌 461000;2.广州南洋电缆有限公司,广东广州 511356)【摘要】随着我国电力工业和电子信息化产业的发展,推动了电缆行业的快速迅猛发展。

电力电缆、通信电缆,电线及其它绝缘制品的需求量也不断增大。

本文对硅烷交联聚乙烯的工艺和特点。

【关键词】聚乙烯 交联聚乙烯 硅烷交联聚乙烯其产量和消费量居各种合成树脂之首。

但聚乙烯由于其结构特点,不能承受较高的使用温度,加之机械强度较低,力学性能及化学性能有时也不能满足其做为电缆绝缘材料的使用要求。

为了改善聚乙烯的耐热和机械性能,因此对聚乙烯进行改性一直是聚乙烯产品开发应用的关键,而交联则是聚乙烯改性的一项重要技术。

聚乙烯经交联后耐热性,物理力学性能,耐化学性能等都得到改善。

进年来,国内外在聚乙烯交联改性方面的研究相当活跃。

交联聚乙烯(XLPE)已经被广泛应用于电缆料、管材料、薄膜、泡沫制品等领域。

1.聚乙烯的交联方法及其各自特点目前,聚乙烯比较常用的交联方法有辐照交联、过氧化物交联、硅烷交联、紫外光交联、盐交联等方法。

由于设备昂贵,辐照交联受到了极大限制,过氧化物交联过程不易控制,制品的质量难以保证,硅烷接枝交联技术成为国内外学者研究的热点。

2.硅烷交联聚乙烯的交联机理硅烷交联聚乙烯也是一种化学交联聚乙烯。

其主要机理是现将通式为的有机硅氧烷和聚乙烯在特定条件下,如在机械力、有机过氧化物和温度的同时作用下,使聚乙烯生成具有烷氧甲硅基交联活性点的接枝共聚物,然后在催化剂(常用二月桂酸二丁基锡)和水的存在下,缩聚交联,生成交联聚乙烯。

反应方程式如下:(1)硅烷接枝(2)温水交联硅烷水解是在温水或水蒸气中进行的。

在此过程中,水仅仅作为一种媒介。

交联时,水分子通过聚合物分子间隙与接枝在聚合物链上的硅烷发生置换反应,形成–Si–O–Si–交叉链。

3.硅烷交联聚乙烯的交联工艺及其特点3.1 交联方法硅烷接枝和挤出分在两道工序进行的称为二步法,定名为SioplasE;接枝和挤出成型在一道工序完成的称一步法,定名为MonosiC。

硅烷接枝交联HDPE的研究

硅烷接枝交联HDPE的研究

收稿 日期 :0 6 0 — 5 修 回 日期 :0 6 0 — 4 20 — 7 0 ; 20 — 7 2 作者简 介: 朱晓军 ( 9 2 , 山西太原人 。2 0 18 一) 男, 0 4年 7月毕
业 于 中 北 大 学。( 西省 高分 子 材 料研 究及 检 测 重 山
点 实验 室研 究人 员 )
的改善 。其力学性能 、耐环境应力开裂性 、耐腐蚀
性 、抗蠕变性和电性能等综合性能不仅得到明显提
升 .且 耐 温 等 级 也 显 著 提 高 ,耐 热 温 度 从 原 来 的 7 %提 高到 10 0 0 %.大大拓 宽 了聚 乙烯 的应 用 领域 。 硅烷 交联 技 术 是 2 0世 纪 7 0年 代 由美 国 D W O C R I G公 司发 明 的 。硅 烷 交联 方 法 是 采 用 将 硅 O NN 烷 接枝 到聚 乙烯 主链 上 ,在 水 和催 化 剂 的作用 下 ,
进行 了 F I 分析 。 究 了引发 剂( P及硅烷 含量、 T—R 研 Dc ) 交联催
化 剂 对体 系凝 胶 含 量 的 影 响 。
关键 词 : 密度 聚 乙烯 ; 烷 ; 高 硅 交联 ; 凝胶 含 量 中图 分 类 号 : Q3 664 T 1. + 文 献标 识 码 : A
意 。采用 硅 烷交 联 聚 乙烯 可 以直 接利 用 一般 塑料 厂
现有的通用加工设备 ( 挤出 、注射等 )进行加工 ,
具 有非 常可 观 的实用 价 值 和重 大 的推广 意义 。该 技
术的特点是投资少 、设备简单 、工艺简便 ,在国外
已进行 了广 泛的研 究 和应用 。
本文以转矩流变仪为反应器 .乙烯基一三乙氧 基硅烷为接枝单体 .制备 了硅烷接枝交联高密度聚

硅烷交联高密度聚乙烯管材料的研制

硅烷交联高密度聚乙烯管材料的研制

性降低 。为了保证接枝 PE 工艺性良好 ,要求基础树 脂首先应具有较好的工艺性 。对比 HDPE2 和 HDPE3 接枝前后的 M I 还可说明 ,接枝后 HDPE 流动性的变 化不仅仅与树脂 M I 有关 ,还应受支链情况 、端基等因 素的影响 。因而 ,选择工艺性良好 、分子结构合适的 HDPE 作接枝用基础树脂 ,是生产性能优良的硅烷交 联聚乙烯管材料的技术关键之一 。参考表 1 的结果 , 在研究过程中选用 HDPE2 。
关键词 :硅烷交联 HDPE 管
交联聚乙烯管材具有一系列优点〔1〕。PE 的交联 方法主要有三种 : 辐照交联 、过氧化物交联和硅烷交 联 。与前两种方法相比 ,硅烷交联具有设备投资少 ,生 产效率高 ,成本低 ,工艺简单 ,不受产品形状 、尺寸限制 等优点 。
1 实验部分
1. 1 主要原材料
19 Wang Yen ,Wang J yunyye. Polym Eng Sci ,1999 ,39 (1) :1902 197
ear Mech ,1989 ,24 (6) :585
17 Isayer A I ,Wong C M ,Zeng X J . Nonnewtonian Fluid Mech , 1990 ,34 (3) :3752397
18 Fridman M L ,Peshkovsky S L ,Vingogradov G V. Polym Eng Sci ,1981 ,21 (12) :755 - 767
介绍两步法硅烷交联聚乙烯的制备和性能 。研究了树脂 、硅烷用量 、引发剂用量和接枝工艺对管材性能的影响 ,结 果表明应选择工艺性能优良的 HDPE ,硅烷用量一般不超过 2. 5 份 ,引发剂用量不超过 1. 5 份 ,否则管材性能下降 。选 用适当的配方制得的管子 ,性能符合 DIN 16892 和 DIN 16893 。

聚烯烃的硅烷交联技术

聚烯烃的硅烷交联技术
在该工艺中, 将乙烯基硅烷加到生产低密度聚 乙烯的高压反应器中, 使其与其它烯烃进行共聚反 应, 便可获得可交联的共聚物而不需要任何接枝操 作, 如式 (6) 所示。 乙烯基硅烷共聚物的交联方式与 一步法及二步法相同。这是真正的一步工艺, 所得聚 合物贮存期长。
n (CH 2 CH 2) + CH 2 CH
枝反应产生明显影响, 随着抗氧剂浓度增加, 接枝程 度和交联程度降低, 但达一定程度后, 这种影响变得 很小。 4. 6 螺杆转速[28 ]
随着螺杆转速增大, 反应程度降低, 但对接枝效 率几乎无影响。
5 已接枝聚烯烃交联过程中的主要影响因素 交联反应在水存在下进行, 可被合适的催化剂
催化。由于水解和缩合反应瞬时完成, 因此交联速率 主要由水分在聚烯烃树脂 (即成型产品) 中的扩散速 率决定。水的扩散速率服从 F ick 定律[10]。交联反应 温度、树脂的类型和结晶度、成品的厚度等对交联反 应都有较大影响。 5. 1 聚烯烃分子结构及其微结构[5]
为保证聚合物在加工过程中的稳定性及其制成 品的使用寿命, 需加入抗氧剂。 根据交联工艺的不 同, 抗氧剂可以在接枝反应步骤之前或之后加入。常 用的抗氧剂有: 2, 62二叔丁基242甲基苯酚, 4, 4′2双 (32甲基262叔丁基苯酚) 硫等。用量根据聚合物最终 用途不同而异, 通常为 0. 05~ 1 份。 2. 5 交联催化剂 (CLC)
烯烃的均聚物或共聚物均可被硅烷交联。如低、 中、高密度聚乙烯[5~ 14 ], 聚丙烯[15, 16 ] , 聚氯乙烯及氯 化聚乙烯[17, 18 ] , 乙2丙共聚物[10, 19 ], 乙烯2醋酸乙烯共 聚物[20, 21 ]及其它乙烯的共聚物等。 2. 2 硅烷 (S I)
从理论上讲, 凡含有 1 个可接枝的乙烯基及 1 个可水解的烷氧基、酰氧基、氨基或氯官能团的硅烷 均可用于聚烯烃的接枝反应[7]。 实际应用中最常用 的为乙烯基三甲氧基硅烷, 通常每 100 份聚烯烃中 添加硅烷 0. 5~ 4 份 (质量份数, 下同)。 2. 3 接枝引发剂 (G I)
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第18卷第3期2006年9月江苏工业学院学报JOURNAL OF JIANGSU POLYTECHNIC UNIVERSITYVoi.18No.3!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Sep.2006文章编号:1005-8893(2006)03-0056-05硅烷交联聚烯烃研究进展"刘庆广,王利娜,龚方红(江苏工业学院材料科学与工程系,江苏常州213164)摘要:综述了国内外硅烷交联聚烯烃技术的研究进展及其应用情况。

介绍了硅烷交联聚乙烯,硅烷交联聚丙烯,硅烷交联乙丙橡胶,硅烷交联乙烯-辛烯共聚物和乙烯-乙酸乙烯共聚物的生产工艺、配方研究、制品的性能及应用等。

指出了硅烷交联技术在聚烯烃改性方面的应用前景和研究新方向。

关键词:聚烯烃;硅烷;接枝;交联中图分类号:O631文献标识码:AAdvances in Silane Crosslinking PolyolefinesLIU Oing-guang,WANG Li-na,GONG Fang-hong(Department of Materiais Science and Engineering,Jiangsu Poiytechnic University,Changzhou213164,China)Abstract:This paper reviewed the advances and the appiications of the siiane crossiinking technoiogy at home and abroad.The production technoiogy,product nature and appiication of the siiane crossiinking poiyethyienes(PE),siiane crossiinking poiypropyienes(PP),siiane crossiinking ethyiene-propyiene rubber(EPR),siiane crossiinking ethyiene-octane copoiymer(POE)and ethyiene-vinyi acetate copoiymer(EVA)are introduced.The paper aiso points out the potentiai appiication and new research directions of siiane crossiinking technoiogy in poiyoiefines modifica-tion.Key words:poiyoiefines;siiane;grafting;crossiinking聚烯烃的交联方法主要有3种:过氧化物交联、辐照交联和硅烷交联。

辐照交联法有厚度限制的缺点,过氧化物交联法有工艺复杂、过早交联、控制困难的不足,硅烷交联法有设备简单、工艺简便、易于推广等优点。

硅烷接枝交联技术,由Dow Corn-ing公司于1972年最先开发并应用到聚乙烯制品[1]。

硅烷接枝交联法在聚乙烯的改性中起了重要作用,接枝交联改性后的聚乙烯的尺寸稳定性、抗溶剂性和力学性能得到很大的提高,使聚乙烯的应用更加广泛。

继聚乙烯之后,硅烷交联技术在其他聚烯烃上应用也有一定的研究。

很多硅烷交联聚烯烃产品已经实现了工业生产,但关于硅烷交联聚烯烃的报道中以硅烷交联聚乙烯的报道相对较多,其它较少,硅烷交联聚烯烃的交联技术和产品性能则多以专利的形式存在。

本文综述了硅烷接枝交联聚烯烃技术在聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙丙橡胶(EPR)、乙烯辛烯共聚物(POE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EV A)方面的研究进展,希望能够进一步拓宽并促进硅烷接枝交联技术的应用和发展。

"收稿日期:2006-03-29基金项目:江苏省高校自然科学基金资助项目(05KJB430024)作者简介:刘庆广(1981-),男,山东济宁人,硕士研究生;联系人:龚方红。

l硅烷交联PE聚乙烯具有熔点较低、机械强度低、耐环境应力性能较差等缺点,限制了聚乙烯的应用范围。

将聚乙烯交联处理是改进聚乙烯上述不足之处的理想方法。

聚乙烯含有晶区和非晶区。

非晶区强度弱,经交联后,形成的三维网络可大大改善聚乙烯的热变形、磨损、粘性变形、耐化学性、耐应力开裂性等性能,使聚乙烯的冲击和拉伸强度提高,收缩率减小,使用温度低得到改善,而且交联产品有形状记忆功能。

据报道,硅烷交联聚乙烯主要有硅烷交联HDPE和硅烷交联LDPE,LLDPE。

硅烷交联HDPE 主要应用于管材,在硅烷交联HDPE管的生产过程中,选择合适的生产工艺和配方是生产优质聚乙烯管的关键因素[2,3]。

韩宝忠[4]等用两步法研究了硅烷交联高密度聚乙烯在管材生产中的应用,其研究表明硅烷(Al7l)用量不超过2.5份,引发剂过氧化二异丙苯(DCP)用量不超过l.5份时可以获得优良的改性HDPE。

在达到凝胶含量的前提下尽量减少DCP的用量以减少C-C交联。

并且研究表明当硅烷加入量较少时,随着硅烷加入量的增加,材料的接枝率增加,拉伸强度增加,但当硅烷用量超过2.5份时,随着硅烷用量的增加,接枝率进一步增大,硅烷交联聚乙烯的拉伸强度反而呈下降趋势。

所以应该根据产品不同的用途确定合适的接枝率和最佳的硅烷用量。

聚乙烯的分子结构对硅烷接枝反应具有一定的影响作用,主要表现在分子链上叔碳原子和残留双键含量的影响作用。

硅烷与不同牌号的HDPE的反应活性不同,所以将一定的HDPE混合使用可能使接枝率和最终的凝胶含量得到提高。

目前,硅烷交联HDPE铝塑复合管材专用料,国产质量无法与国外相比,大部分依赖进口,而硅烷交联HDPE 铝塑复合管材又具有广阔的市场前景,因而成为近年国内研究的新热点之一[5]。

LLDPE具有适中的支化度,含有较多的短支链,主链上的叔碳原子较多,因而LLDPE与硅烷具有较高的反应活性[6~8]。

硅烷交联改性聚乙烯管在燃气输送,供水供热,建筑给排水等领域成功地替代了金属管获得了广泛的应用。

硅烷交联LDPE和LLDPE主要应用于电缆料,选择不同的LDPE和使用不同的交联方法,将得到不同结构的交联LDPE,因而选择合适的LDPE作基础树脂和使用合适的交联方法也是生产优质电缆料的重要因素[9,l0]。

两步法生产硅烷交联XLPE主要生产l0kV以下的架空电缆、电力电缆等。

一步法生产硅烷交联XLPE,已经成功实现商业化而且产品质量优异,长期使用温度达到90C,短路温度达250C,介质损失角正切IEC287为0.004。

硅烷接枝交联法水解交联过程发生在结晶之后,而过氧化物交联法正相反,其为熔融状态下的无规交联。

龚方红[ll]等比较了过氧化物交联LDPE和硅烷交联LDPE的结构与性能的差异。

用Mooney-Riviin方程处理实验数据的结果与橡胶状态方程处理的结果一致,都表明硅烷交联聚乙烯的弹性模量大于过氧化物交联聚乙烯,硅烷交联聚乙烯的交联密度大于过氧化物交联聚乙烯。

2硅烷交联PP聚丙烯是一种通用塑料,交联改性可以降低聚丙烯的热收缩率,提高聚丙烯的冲击强度,扩大其温度应用范围,是聚丙烯工程塑料化的重要方法。

由于聚丙烯主链上含有较多叔碳原子,在升温的过程中,自由基存在时,其反应以叔碳原子的! -裂变为主,而非接枝反应或交联反应。

因而如何抑制接枝过程中聚丙烯的降解,又能提高接枝率是硅烷交联技术在聚丙烯应用上的关键因素[l2]。

杨元龙[l3]等利用加入接枝助剂方法抑制聚丙烯的裂解,通过试验发现随着接枝助剂含量的增加聚丙烯的熔体流动速率(!m,f)逐渐下降,因而加入助剂是一种有效抑制接枝过程中聚丙烯降解的方法。

通过对聚丙烯、接枝助剂、硅烷、引发剂进行优化配方,可使聚丙烯的断裂强度提高50%,悬臂梁冲击强度提高了约l.6倍,热变形温度提高了l0.3C。

然而杨也通过试验发现,接枝助剂并不是对所有的硅烷都能发挥较好的抑制作用。

硅烷接枝聚丙烯一般采用过氧化物作引发剂,有机锡为水解催化剂。

谢刚[l4]等通过研究发现硅烷交联聚丙烯的凝胶含量(Gei)随着DCP的增加而上升,在0.2%时趋于稳定,!m,f随DCP的增加而下降,因此在尽可能提高凝胶含量的同时,应尽量降低DCP的用量,同时硅烷的种类、引发剂的种类、温度的高低对接枝交联反应也有很大的影响。

吕晖辉[l5]等研究了凝胶率和硅烷单体种类和用量、引发剂种类和用量、苯乙烯用量之间的关系,结果表明3-异丁烯酰丙基三甲氧基硅烷(VMMS)与乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)相比,接枝聚丙烯・!"・刘庆广等.硅烷交联聚烯烃研究进展的凝胶含量明显比后两者高。

凝胶率随着引发剂浓度的增加而增加,但趋势明显趋缓,并且相同反应条件和引发剂浓度下,过氧化二苯甲酰(BPO)与DCP相比由BPO作引发剂得到产物凝胶含量比DCP 要高;随苯乙烯与VMMS的物质的量比的增加,凝胶率增加,当物质的量比达到1.511时趋势明显趋缓,!m,f则迅速降低;凝胶率随着反应温度的升高而降低,随着螺杆转速的增加而升高,但增加的趋势变缓。

Liu N C[16]等用Haake流变仪研究聚丙烯粉末熔融接枝不饱和硅烷时发现:VMMS与VTES相比,前者不仅能使凝胶率得到提高,而且在接枝过程中聚丙烯的降解明显比使用后者接枝要少;DCP 与BPO相比,前者引起聚丙烯在接枝过程中严重降解,其浓度越大降解越严重,而后者引起的降解比较小。

硅烷交联聚丙烯的影响因素有很多,而且其研究还处于起步阶段,有关其研究的报道以日本居多,国内相对较少。

硅烷接枝聚丙烯可用于聚丙烯的改性。

仇武林[17]等研究了硅烷接枝聚丙烯对聚丙烯/滑石粉(PP/T a)体系的增容作用,研究发现使用少量PP-g-Si(占体系质量的3.5%)对PP/T a 材料的增容效果与使用含0.8%(质量分数)偶联剂(KH550)的增容效果相当,说明PP-g-Si母料可作为大分子偶联剂用于增容PP/T a体系,实际消耗硅烷量比KH550要少。

采用PP-g-Si对PP/T a体系增容后,体系中聚丙烯的熔融温度和结晶温度均提高,其中结晶温度提高显著,增容后体系更易结晶,结晶度进一步降低。

刘学习[18]等研究比较了硅烷接枝聚丙烯与马来酸酐接枝聚丙烯对聚丙烯/玻纤(PP/GF)复合体系的增容作用,表明硅烷接枝聚丙烯的效果要优于马来酸酐接枝聚丙烯,当PP-g-Si 的添加量为40%时,PP/GF体系复合材料的拉伸强度提高了72%,冲击强度提高了27%。

目前,硅烷交联聚丙烯主要应用于耐高温,耐化学腐蚀的化工管道和汽车零部件,由于硅烷交联聚丙烯的各种性能较未交联的聚丙烯有较大提高,因此,硅烷交联聚丙烯与硅烷交联聚乙烯一样也可以应用于工业生产和日常生活的各个方面。

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