交联聚乙烯

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交联聚乙烯电缆结构

交联聚乙烯电缆结构

交联聚乙烯电缆结构
交联聚乙烯(XLPE)电缆是一种常用于输电和配电系统中的电缆。

它由导体、绝缘层、金属屏蔽层、填充物和护套层组成。

导体是电力传输的核心部分,它通常由铜或铝制成,并根据需要采用不同的截面积。

绝缘层是将导体与其他部分隔离的部分,一般选用交联聚乙烯作为绝缘材料,其具有良好的电气特性和耐热性。

金属屏蔽层位于绝缘层外部,可以有效地防止电磁干扰和电气短路。

金属屏蔽层通常由铝箔或铜丝编织层构成。

填充物用于填充绝缘层和金属屏蔽层之间的空隙,以增强电缆的机械强度并提供更好的电气性能。

护套层是电缆的最外层,主要用于保护电缆免受外界环境的影响,如湿气、化学物质和机械损伤。

常见的护套材料有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)等。

交联聚乙烯电缆结构复杂,但其优点包括高温耐受性、耐电压、电气性能稳定以及长寿命等。

由于这些优势,交联聚乙烯电缆在各个领域中得到广泛应用。

交联聚乙烯管的主要特点

交联聚乙烯管的主要特点

交联聚乙烯管的主要特点
交联聚乙烯管(PEXA管)是一种高性能的塑料管道,它具有以下主要特点:1. 高温抗压能力:PEXA管具有出色的高温抗压性能,能够承受较高的温度和压力,保证了在高温高压环境下的稳定运行。

这使得PEXA管特别适用于热水供应、采暖系统等高温场合。

2. 耐腐蚀性:PEXA管具有优异的耐腐蚀性,不受酸碱、盐类等腐蚀物质的侵蚀,能够保持管道的长期稳定运行状态,减少了维护和更换的频率,降低了使用成本。

3. 柔韧性和抗挤压性:PEXA管具有一定的柔韧性,能够在一定程度的外力作用下保持其原有形态,不易变形和破裂。

这为管道的安装、维护以及后期使用提供了很大的便利。

4. 低线性热膨胀系数:PEXA管的线性热膨胀系数较低,随温度变化时形变较小,保证了在温度变化时管道的稳定性,减少了热胀冷缩对管道系统的影响。

5. 长寿命和可靠性:由于PEXA管的分子链发生交联,使其具有较高的抗老化性能,长期使用下仍能保持优异的性能,延长了管道的使用寿命,保证了系统的稳定运行。

6. 环保性能:PEXA管在生产过程中不会释放有害物质,符合环保要求。

同时,其材料可回收性高,符合可持续发展的理念。

交联聚乙烯管(PEXA管)是一种高性能、环保、可靠的塑料管道材料,具有广泛的应用前景。

交联聚乙烯绝缘标准

交联聚乙烯绝缘标准

交联聚乙烯绝缘标准交联聚乙烯绝缘是一种常用的电气绝缘材料,广泛应用于电力电缆、通讯电缆、光缆等领域。

为了确保交联聚乙烯绝缘产品的质量和可靠性,制定了一系列的标准来规范其生产和应用。

本文将对交联聚乙烯绝缘标准进行介绍和解析。

首先,交联聚乙烯绝缘标准主要包括国际标准、国家标准和行业标准。

国际标准主要由国际电工委员会(IEC)制定,例如IEC 60502-1《电缆的额定电压1kV到30kV之间的电缆》;国家标准由国家标准化管理委员会制定,例如GB/T 12706.1-2008《额定电压35kV(Um=40.5kV)交联聚乙烯绝缘电力电缆》;行业标准由行业协会或组织制定,例如DL/T 620-1997《电力电缆用聚乙烯绝缘材料》。

这些标准对交联聚乙烯绝缘的材料、结构、性能、试验方法等方面进行了详细规定,以确保产品的质量和可靠性。

其次,交联聚乙烯绝缘标准主要涵盖以下几个方面。

首先是材料要求,包括原材料的选择、性能要求、外观要求等。

其次是结构要求,包括绝缘层的厚度、交联度、外皮层的材料和厚度等。

再次是性能要求,包括绝缘电阻、介电强度、热老化性能、耐热性能等。

最后是试验方法,包括绝缘电阻试验、介电强度试验、热老化试验、耐热性试验等。

这些方面的规定旨在确保交联聚乙烯绝缘产品在使用过程中能够满足电气性能和机械性能的要求。

此外,交联聚乙烯绝缘标准的制定和执行对于推动行业的发展和提升产品质量具有重要意义。

通过遵循标准的要求,生产企业能够提高产品的一致性和稳定性,确保产品的质量和可靠性;用户能够选择符合标准要求的产品,提高电气设备的安全性和可靠性;监管部门能够依据标准对产品进行监督检查,维护市场秩序和用户权益。

因此,交联聚乙烯绝缘标准的制定和执行对于整个行业的发展和进步都具有重要的意义。

总之,交联聚乙烯绝缘标准是保障产品质量和推动行业发展的重要依据,对于生产企业、用户和监管部门都具有重要意义。

我们应该加强对标准的学习和理解,严格遵守标准的要求,共同推动行业向着更加规范化、科学化和健康发展的方向前进。

交联聚乙烯和交联聚烯烃

交联聚乙烯和交联聚烯烃

交联聚乙烯和交联聚烯烃摘要:一、交联聚乙烯和交联聚烯烃的定义及区别二、交联聚乙烯的制备方法及其性能三、交联聚烯烃的应用领域四、我国在交联聚乙烯和交联聚烯烃研究的发展现状五、未来发展趋势和展望正文:一、交联聚乙烯和交联聚烯烃的定义及区别交联聚乙烯(Crosslinked Polyethylene,简称XLPE)和交联聚烯烃(Crosslinked Polyolefin,简称XPO)是两种常见的塑料材料。

它们的主要区别在于分子结构和应用领域。

交联聚乙烯主要指聚乙烯(PE)经过交联处理后得到的材料,而交联聚烯烃则包括聚乙烯、聚丙烯(PP)等烯烃类聚合物经过交联处理后的材料。

二、交联聚乙烯的制备方法及其性能交联聚乙烯的制备方法主要有物理交联和化学交联两种。

物理交联是通过升高温度和压力使聚乙烯分子链之间产生交联;化学交联则是通过添加交联剂,如过氧化物、硅烷等,使聚乙烯分子链发生化学反应而形成交联。

交联聚乙烯具有优良的耐热性、耐寒性、耐腐蚀性和电气绝缘性,广泛应用于电线电缆、汽车零部件、建筑材料等领域。

三、交联聚烯烃的应用领域交联聚烯烃同样具有优异的性能,如高强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性等。

因此,交联聚烯烃在工业、建筑、汽车、电子等领域具有广泛的应用。

例如,交联聚丙烯可用于制作汽车保险杠、发动机罩等零部件;交联聚乙烯可用于制作电线电缆、防水材料等。

四、我国在交联聚乙烯和交联聚烯烃研究的发展现状近年来,我国在交联聚乙烯和交联聚烯烃领域的研究取得了显著成果。

科研人员成功研发了多种具有自主知识产权的交联聚乙烯和交联聚烯烃材料,并在国内外市场取得了良好的业绩。

此外,我国还积极参与国际标准制定,提升我国在相关领域的国际地位。

五、未来发展趋势和展望随着科技的进步和环保要求的提高,交联聚乙烯和交联聚烯烃在新能源、节能减排等领域将发挥更大的作用。

未来,交联聚乙烯和交联聚烯烃材料将朝着高性能、环保、可持续发展的方向发展。

此外,我国将继续加大研发力度,推动产业技术创新,提高产品质量和竞争力,助力我国由塑料大国向塑料强国迈进。

交联聚乙烯管的特点

交联聚乙烯管的特点

交联聚乙烯管的特点交联聚乙烯管,作为一种新型的塑料管道,近年来在建筑、市政工程、农业灌溉等领域得到了广泛应用。

它以其独特的性能和优势,逐渐成为管道工程中的优选材料。

一、优异的耐腐蚀性交联聚乙烯管具有很好的耐腐蚀性,能够抵御多种化学物质的侵蚀。

这使得它在输送各种酸、碱、盐等腐蚀性介质时,能够保持管道的长期稳定。

这一特性使得它在化工、医药、食品等行业的输送系统中具有广泛的应用。

二、良好的抗老化性能交联聚乙烯管在紫外线和氧的作用下具有很好的稳定性,不易发生老化现象。

这大大延长了管道的使用寿命,减少了因管道老化而产生的维修和更换成本。

三、优秀的机械性能交联聚乙烯管具有较高的强度和刚性,能够承受较大的压力和拉伸力。

这使得它在输送高压力流体或需要承受外部负载的场合中表现优异。

此外,由于其优良的抗冲击性能,使得管道在受到意外撞击时不易破裂,提高了系统的安全性。

四、良好的热稳定性交联聚乙烯管具有较好的热稳定性,能够在较宽的温度范围内保持其物理性能。

这使得它在冷暖交替的环境中,或是需要高温消毒的场合中都能稳定工作。

五、安装简便交联聚乙烯管的连接方式多样,可以采用热熔、电熔、机械连接等方式,安装简便快捷。

这大大缩短了工程周期,降低了安装成本。

同时,由于其轻便的重量,使得搬运和安装都较为便利。

六、环保健康交联聚乙烯管采用无毒无味的原料制造,不含有重金属和其他有害物质。

这使得它在食品、饮用水等领域的输送中具有很高的安全性。

此外,交联聚乙烯管可回收再利用,符合环保要求。

七、良好的保温性能交联聚乙烯管具有较低的热传导系数,能够有效地阻止热量的传递。

这使得在需要保温或隔热的场合中,它可以起到良好的保温作用,节约能源。

八、良好的绝缘性交联聚乙烯管具有良好的绝缘性能,能够有效地阻止电的传导。

这使得它在电力输送和电信线路的套管中具有一定的应用价值。

九、适应性强交联聚乙烯管可以在不同的地质条件和环境温度下使用,具有较强的适应性。

无论是埋地敷设还是架空安装,它都能保持良好的性能。

交联聚乙烯熔点

交联聚乙烯熔点

交联聚乙烯熔点摘要:1.交联聚乙烯概述2.交联聚乙烯的熔点特性3.交联聚乙烯的应用领域4.交联聚乙烯的环保性和安全性5.交联聚乙烯的生产制备方法及专利技术6.结语正文:一、交联聚乙烯概述交联聚乙烯,简称PEX,是一种通过物理或化学方法交联而成的聚合物材料。

交联聚乙烯具有较高的交联率和稳定的交联结构,使其在加工过程中具有较高的安全性,并在使用过程中具有较长的有效期。

此外,交联聚乙烯还具有无毒、不污染、不刺激皮肤和眼睛等优点,因此被广泛应用于各个领域。

二、交联聚乙烯的熔点特性交联聚乙烯的熔点因其交联程度的不同而有所差异。

通常情况下,交联聚乙烯的熔点在120℃左右。

但是,随着交联程度的增加,其熔点会相应地提高。

需要注意的是,交联聚乙烯在高温下的稳定性能较好,因此在许多高温应用场景中具有优势。

三、交联聚乙烯的应用领域交联聚乙烯因其优异的性能,被广泛应用于建筑、汽车、电子、通信、石油化工等众多领域。

在建筑领域,交联聚乙烯管材具有良好的耐热性能和抗压性能,可用于地板辐射供暖系统等;在汽车领域,交联聚乙烯可用于制作燃油箱、刹车软管等部件;在电子和通信领域,交联聚乙烯可用于制造电缆绝缘层等。

四、交联聚乙烯的环保性和安全性交联聚乙烯在生产过程中,可通过控制交联程度和选用合适的催化剂,实现对环境友好的生产。

此外,交联聚乙烯在使用过程中,不会产生有害物质,具有良好的环保性能。

在安全性方面,交联聚乙烯具有无毒、不污染、不刺激皮肤和眼睛等优点,可确保产品在使用过程中的安全性。

五、交联聚乙烯的生产制备方法及专利技术交联聚乙烯的生产制备方法有多种,如化学交联、辐照交联、硅烷交联等。

这些方法在提高交联聚乙烯的性能方面具有重要作用。

此外,还有许多关于交联聚乙烯的专利技术,如一种无卤阻燃硅烷交联聚乙烯电缆料的制备方法、一种化学交联聚乙烯微孔材料及其制备方法等。

六、结语交联聚乙烯作为一种高性能的聚合物材料,在各个领域具有广泛的应用前景。

聚乙烯交联剂

聚乙烯交联剂
聚乙烯交联剂是一种复合型交联剂,它以聚乙烯为基础,通过特定的化学反应,交联聚乙烯分子之间的碳链,使聚乙烯的分子链结构由原有的线性变为曲折状或网状结构,从而产生了一种具有良好力学强度、化学性能和热稳定性的新型强韧材料。

聚乙烯交联剂具有贮存稳定性强、使用简便、成本低廉、耐腐蚀性高等特点,可以用于制造各种塑料制品,如家用日常用品、包装材料、医疗器械、纺织品等。

聚乙烯交联剂的制备过程主要有两个,即加热交联与自由基交联。

加热交联通常采用“高温聚合-水洗”的工艺。

该工艺方法节省原料,因为它无需使用额外的交联剂,所以产品的成本低。

其次,该工艺还比其他方法的水洗效果更好,并且在生产过程中更加安全、可靠。

自由基交联则采用“自由基聚合”的工艺,其原理是将聚乙烯分子放入特殊的反应器中,使用交联剂引发一种叫做“去活化”的反应,使分子形成纤维状结构。

其优点是生产效率高,生产能力强,交联剂消耗少,并且可以减少废品产生。

聚乙烯交联剂具有众多特点,不仅力学性能优异,而且耐酸碱性能高,可以有效抵抗外界的腐蚀作用,而且它的加工和模型制作成本也更加低廉,可以便捷地制作出多种复杂形状的产品,因此聚乙烯交联剂在塑料加工中有着重要的地位。

聚乙烯交联剂在各个行业中都有着广泛的应用,如在汽车工业中,它可用于制作发动机软管和密封件;在家具工业中可以用于制作厨房橱柜的外表面;在医疗器械制造中可用于制作输液瓶;同时它还可以
用于制作各种装饰性的塑料产品、玩具以及家用电器零部件等。

聚乙烯交联剂是塑料加工的重要材料,它的应用可大大提升了塑料制品的材料性能,满足了不同行业的需求,是工业领域中必不可少的材料之一。

交联聚乙烯综述

交联聚乙烯综述交联聚乙烯(Crosslinked Polyethylene,简称XLPE)是一种具有优异性能的聚合物材料,广泛应用于电力、通信、建筑、汽车等领域。

本文将从交联聚乙烯的制备方法、物理性质、应用领域等方面综述该材料的特点和应用前景。

交联聚乙烯的制备方法有热交联法、辐射交联法和化学交联法等。

其中,热交联法是最常用的方法之一。

它通过在高温下加热聚乙烯材料,使其分子间发生交联反应,形成交联聚乙烯。

辐射交联法则是利用高能射线(如电子束或γ射线)照射聚乙烯材料,使其分子发生断裂并重新连接,从而实现交联。

化学交联法是通过添加交联剂(如过氧化物)在一定温度下引发交联反应。

这些制备方法各有特点,可以根据不同应用领域的需求选择合适的方法。

交联聚乙烯具有优异的物理性质,主要表现在以下几个方面。

首先,它具有较高的热稳定性和耐热性,能够在高温环境下保持较好的性能。

其次,交联聚乙烯具有优异的电气性能,具有较低的介电常数和介质损耗,因此广泛应用于电力和通信领域。

此外,交联聚乙烯还具有良好的耐化学腐蚀性能和机械性能,能够在恶劣环境下保持稳定性能。

交联聚乙烯的应用领域非常广泛。

在电力领域,它被广泛应用于电缆和绝缘材料,用于输送和分配电能。

交联聚乙烯具有较低的电阻率和较高的耐热性,能够提供稳定的电力传输性能。

在通信领域,交联聚乙烯被用作光缆的保护层,能够提供良好的机械保护和耐候性。

此外,交联聚乙烯还广泛应用于建筑领域,用于地暖系统、水暖管道等。

由于其耐热性和耐腐蚀性,交联聚乙烯能够在高温环境下保持稳定性能。

在汽车领域,交联聚乙烯被用作汽车线束的绝缘材料,能够在恶劣的工作条件下提供可靠的电气性能。

交联聚乙烯作为一种优异性能的聚合物材料,在电力、通信、建筑、汽车等领域发挥着重要作用。

它的制备方法多样,物理性质优越,应用领域广泛。

随着科技的不断进步和应用需求的增加,交联聚乙烯的研究和应用前景将更加广阔。

希望本文的综述能够为读者对交联聚乙烯有更深入的了解提供参考。

交联聚乙烯原材料

交联聚乙烯原材料
交联聚乙烯(XLPE)是一种高性能的绝缘材料,通常用于电线电缆的绝缘层和护套。

它是通过将聚乙烯(PE)与交联剂进行化学反应而制成的。

聚乙烯是交联聚乙烯的主要原材料,它是一种由碳和氢组成的高分子聚合物。

聚乙烯具有良好的电气绝缘性能、耐热性和耐寒性,以及较高的机械强度和耐磨性。

在交联过程中,通常使用过氧化物作为交联剂,例如过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化二叔丁基(DTBP)。

这些交联剂在一定条件下分解产生自由基,引发聚乙烯分子之间的交联反应。

交联反应使聚乙烯分子之间形成共价键,从而增加了材料的分子链密度和分子量。

这导致了交联聚乙烯具有更高的耐热性、耐溶剂性和机械强度,同时保持了良好的电气绝缘性能。

为了进一步提高交联聚乙烯的性能,还可以添加一些助剂和填充物。

常见的助剂包括抗氧剂、稳定剂和阻燃剂等,它们可以提高材料的抗老化性能、热稳定性和阻燃性能。

填充物如碳酸钙、滑石粉等可以增加材料的硬度、刚度和尺寸稳定性。

此外,还可以添加一些特殊的添加剂来改善材料的加工性能、耐磨性和耐候性。

总之,交联聚乙烯的原材料主要包括聚乙烯、交联剂以及可能的助剂和填充物。

通过交联反应和添加适当的助剂和填充物,可以制备出具有优异性能的交联聚乙烯材料,广泛应用于电线电缆、电力设备和工业领域等。

聚乙烯交联的工艺方法

聚乙烯交联的工艺方法聚乙烯交联是个挺有趣的事儿呢。

聚乙烯交联有化学交联法。

这就像是一场精心编排的化学舞蹈。

先得把聚乙烯原料准备好,把它放在特定的反应容器里。

然后加入交联剂呀,这交联剂就像神奇的胶水。

加入的量可得精准,多了少了都不行,多了就像是在蛋糕里放太多的糖,会让整个体系变得混乱不堪,少了呢,又达不到交联的理想效果。

反应的温度也得好好控制,就像烤面包,温度不对,面包就烤不好。

这个温度通常是比较高的,在这个高温环境下,聚乙烯分子和交联剂分子才能欢快地互动起来,互相连接形成交联结构。

在这个过程中,安全性可不能忽视呀。

高温就像一个调皮的小怪兽,一不小心就可能引发危险。

所以反应容器得足够坚固,能够承受高温带来的压力,就像超级英雄的盾牌一样。

而且通风得良好,防止那些可能产生的有害气体积聚,要是积聚了,那可就像乌云密布的天空,压抑又危险。

稳定性方面呢,只要按照正确的步骤操作,这个反应还是比较稳定的,就像一艘在平静海面上航行的船。

还有辐射交联法。

想象一下,聚乙烯就像一群等待被训练的士兵。

辐射就像严厉的教官,用它特殊的能量去“训练”聚乙烯分子。

这个辐射源的强度得把握好,太弱的话,就像隔靴搔痒,起不到交联的作用。

太强呢,又可能把聚乙烯分子“打伤”了。

这过程中的安全性可重要啦。

辐射就像隐藏在暗处的小恶魔,得有完善的防护措施。

操作人员得穿上特殊的防护装备,就像穿上了一层保护铠甲。

从稳定性来看,只要辐射源稳定,整个交联过程也能稳稳当当进行。

聚乙烯交联后的应用场景可不少呢。

在电线电缆行业,交联后的聚乙烯就像坚韧的战士。

普通的聚乙烯可能在高温或者高电压下就会“败下阵来”,而交联聚乙烯却能稳稳地工作。

比如说在一些需要传输高电压的电缆中,交联聚乙烯能够很好地绝缘并且承受高温,这多棒呀!这难道不像是给电找到了一个安全又可靠的“家”吗?在管材方面,交联聚乙烯管材就像坚强的管道卫士。

它比普通聚乙烯管材更能承受压力,不容易破裂。

要是用普通管材,就像用脆弱的小树枝去支撑重物,肯定不行。

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A、过氧化物受热分解成游离基
ROOR→2RO·
B、引发聚乙烯的脱氢反应
·
~CH2-CH2-CH2-CH2~ +RO ~
·
~CH2-CH2-CH-CH2~ +ROH
C、聚乙烯与硅烷的接枝反应
·
~CH2-CH2-CH-CH2 ~ + CH2=CH-Si-(O-CH3)3
聚乙烯游离基
硅烷
~CH2-CH2-CH-CH2 ~
交联前的支链结构
交联后的网状结构
图 1 、PE 的支链型和网状结构
1.2 交联的方法
聚乙烯交联(PEX)方法目前有辐射交联和化学交联两种工艺方法,二者所得的制 品性能十分接近,存在相同的微观结构。 1.2.1 辐射交联:辐射交联为游离基反应,又可分为高能射线交联和紫外线交联。
1.2.1.1 高能射线交联: 高能射线交联(PEXc),系将材料预先成型后,用电子线或α射线、γ射线照射而进行
交联的方法。目前用得较多的是加速器产生的电子线。 高能射线交联不需要引发剂,可自由选择成型温度,交联可在短时间内完成。这样可在
室温条件下迅速进行高分子交联,而且交联过程中产品不受污染。没有杂质掺人,交联不用 支撑体,因而有利于保证制品的正确尺寸,有利于制品电性能的提高,不足之处是由于交联 过程中产生氢气,有可能使产品产生气泡,影响产品的质量。另外是设备价格高、投资大, 生产现场需要特殊的防护装置。 1.2.1.2 紫外交联
紫外线交联是先成型为薄膜,然后用紫外线照射交联。 紫外交联的优点是交联时间短,工艺简单,设备投资少,质量易于保证。但缺点是制品 中不能加入有色助剂,否则紫外光无法穿透,目前只限于薄膜,对于壁厚的管材尚无法使用。 1.2.2 化学交联:化学交联多为自由基交联,一般可分为高温过氧化物交联(PEXa)、低温
强度由 39KV/mm 提高到 41KV/mm;氧指数由 17.5%提高到 28%(凝胶含量≥65%);管材爆破压 力明显提高,室温下高于 4Mpa,95℃下高达 2Mpa.蠕变/破裂试验表明,在 80℃和 2Mpa 环应 力下普通高密度聚乙烯(HDPE)管的使用寿命仅 30 小时,而交联聚乙烯(HDPE)管的使用寿命 可长达 50 年之久。聚乙烯的密实性随交联而增加,从而使交联聚乙烯的阻隔性较高,这对 提高其制品的密封性十分有利。
硅烷缩合交联(PEXb)和偶氮交联。
1.2.2.1 PEXb:英国 Midltand Silicon 公司从硅橡胶的交联得到启发,发明了以有机硅为媒 介使 PE 交联的方法,制得的 PEX 商品名为 Siplas E,方法简便易行。
PE 树脂在光、热、放射线或者引发剂(如 DCP)等的作用下,PE 链产生活性游离基, 在乙烯基硅烷单体存在条件下,使 PE 大分子的结构产生接枝、交联等变化。在完成不饱和 有机硅烷接枝以后,进行水解缩聚反应形成较联结构。相对于过氧化物引发的交联,若能控 制原料中的水份,则可以保证在挤出机、注射机等加工设备中不发生交联,从而使加工简单 易行,而后期交联在蒸汽中,相对而言温度较低且易于控制。其反应原理如下:

200℃不熔
维卡软化点

123
热惯流率
Kcal/m2.hr.℃
22.3
热膨胀系数
10-4/℃
1.4-2.0
使用温度范围

-40℃-100℃
耐药品性
酸碱
耐电性
KV
40-50
吸水率

0
管壁粗糙系数
0.005-0.008
交联度

60 以上
由于大分子结构不同,大分子键型也有区别,因此三种 PEX 管的性能是不完全相同的, 主要表现在耐热性能(热强度)、抗蠕变能力和抗应力开裂性存在一定差异。一般来说,大分 子结构中,二维网状结构的大分子,其热运动比较容易,三维体型结构的大分子,其热运动 稍难。PEX-a 的大分子以二维网状结构为主,而 PEX-b 与 PEX-c 的大分子则以三维体型结构 为主。因此,当采用同一种聚乙烯做基础原料,交联度相同时,PEX-b 和 PEX-c 的耐热性能、 抗蠕变能力和抗应力开裂性要高于 PEX-a。提高 PEX-a 的交联度,它们的这一差异就会被扯 平。如国际标准 ISO/DIS15875、先进标准 DIN16892(德国标准)和中国国标对三种 PEX 管 的交联度规定均如下:
交联可以明显地改善聚乙烯管材的性能。交联聚乙烯管材具有卓越的耐环境应力开裂 性、耐热性及热强度、耐热老化性、耐蠕变形、较高的抗撕裂性、抗缺口开裂性、电绝缘性、 阻燃性、阻隔性、耐汽油性和芳烃性,并克服了普通聚乙烯对填料的敏感性。交联聚乙烯与 未交联聚乙烯相比:维卡软化点由 87℃提高到 94℃;在 120℃下热老化 168 小时后拉伸强 度保存率 98%,伸长保存率 81%,而未交联聚乙烯已熔化,无法检验;交联聚乙烯在高温高 压环境中 1000 小时只有 20%的样品破裂,而未交联聚乙烯样品仅 4 小时就全部破裂;介电
C
B-C
A
蠕变形为
A
A
A
A:很好 B:好
C:满意
D:有问题 E:差
由于辐射交联管材的加工有其特殊性且市面比较少见,下面我们重点进行 PEX-a 和 PEX-b 两种化学交联制品的比较。
3 两种 PEX 管的生产工艺比较
3.1 过氧化物交联聚乙烯管生产工艺
原料----共混----输送上料----柱塞冲压挤出----冷水冷却----牵引----印刷----盘管(牵 引)----定尺切割----检验----包装
交联是一种聚合度变大的化学反应。支链型 PE 大分子在高能辐射或化学交联剂的引发 下,通过自由基反应,可以在大分子之间形成化学键,从而转变为空间网状结构,如图 1 所示。
通常用凝胶量来表示交联度的大小。当交联后,PE 大分子之间形成了化学键(如 C-C 键),受热只会软化;不会熔融;可用适当的溶剂溶胀,但不会溶解。
180-220
拉伸屈服强度(80℃) Kg/cm2
80-100
断裂伸长率(20℃) %
440-550
断裂伸长率(80℃) %
400-500
拉伸弹性模量(20℃) Kg/cm2
2500
拉伸弹性模量(80℃) Kg/cm2
800
屈服强度
Kg/cm2
250
冲击强度
Kg.cm/cm2
未断
洛氏硬度
47
熔融温度
2 [~ CH2-CH2-CH-CH2~ ] CH2-CH2-Si (OH)3
缩合 催化剂
~CH2-CH2-CH-CH2 ~ CH2-CH2-Si O CH2-CH2-Si
~ CH2-CH2-CH-CH2 ~
O-~
O-~ O-~
O-~
+H2O
这些反应过程,前三部分反应是在挤出机中发生的,后两部是在交联箱中反应的。
1.2.2.2 PEXa:把有机过氧化物(如 DCP)和 PE 共混并加热,可引发 PE 交联。 用 DCP 可以很容易引发 PE 交联,但如直接用 DCP 引发交联,对于普通的螺杆挤出机
和注射机而言,制品成型温度的控制精度有很高的要求,以避免物料提前交联;对时间控制 也较严格,以满足完成交联反应所需要的时间。由于过氧化物交联的不可控因素较多,很难 用普通螺杆挤出机和普通的加工工艺来进行加工。北京化工大学机电工程学院经过数年的潜 心研发,在 2001 年 12 月成功研制出过氧化物交联法管材的专用生产加工设备——柱塞冲压 挤出机(ram extruder)。过氧化物交联聚乙烯的反应原理如下:
表 2 各种管材性能的比较
项目


过氧化物交联 辐照交联 硅烷交联
热稳定性(95℃)
A
B
B-C
破坏时间(95℃)
A
B
B-C
耐应力开裂
A
B-D
A-B
柔韧性
A
B
B-C
冲击强度
A
A
A
热导性
B
B
B
断裂伸长率
D
D
C
测量公差
A
B-D
B-D
表面性能
A
B
B-E
拉伸强度(23℃)
A
ห้องสมุดไป่ตู้
B-D
B-C
残余材料毒性
A
B
B-C
感应期(200℃)
PEXa ≥ 70% PEXb ≥ 65% PEXc ≥ 60% 只要达到上述交联度,三种 PEX 管的耐热性能、抗蠕变能力和抗应力开裂性就基本一致 了,在挤出工艺正常的情况下,均能通过以下的环应力的测试。 20℃ 12Mpa ≥1h 95℃ 4.8Mpa ≥1h 95℃ 4.6Mpa ≥165h 95℃ 4.4Mpa ≥1000h 110℃ 2.5Mpa ≥8760h 虽然三种 PEX 管的基本性能是一致的,但是仍然存在一些细微差别。这些细微差别赋 予了 PEX-a 管得天独厚的应用价值。如二维网状结构叠加的结果,使大分子间的空隙很小, 空隙率很低,而三维体型结构的大分子产生了"空心"现象,大分子间的空隙较大,空隙率较 高,因此,PEX-a 管的透氧率低于 PEX-b 和 PEX-c。也正是由于 PEX-a 的二维网状结构,其 大分子的柔顺性高于 PEX-b 和 PEX-c,管材在弯曲施工时比较容易,并且更重要的是弯曲部 位产生的内应力要低于 PEX-b,对管材的使用寿命影响是最小的。至于 PEX-b 管对饮用水的 污染,欧共体系统已禁止其应用于与食品接触的场合。表 1 给出了 PEX 管的主要性能指标。 表 2 给出了各种 PEX 管材性能的比较。
4 两种管材的生产设备比较
4.1 过氧化物交联聚乙烯管材生产设备----柱塞式挤出机
配置:主机:柱塞式挤出主机-印字牵引冷却一体机-收卷机 辅机:高速搅拌机;烘箱;
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