弹性体辐射交联和过氧化物交联的对比
TherbanHNBR弹性体的硫黄与过氧化物交联
TherbanH NBR 系列专题讲座(二)TherbanHNBR 弹性体的硫黄与过氧化物交联肖风亮 (广州机械科学研究院密封研究所,广东广州510701) 编译 摘要: 硫黄和过氧化物是橡胶常用的交联剂。
对这两种硫化体系来讲,关键是如何缩短硫化时间并提高硫化胶的耐老化性能。
文中叙述了用硫黄和过氧化物硫化的H NBR 橡胶的性能。
关键词: 硫黄;过氧化物;H NBR 中图分类号:T Q 333.7 文献标识码:B 文章编号:167128232(2006)022*******0 导言橡胶工业中使用的几种硫化系统各有其优点。
选择硫化系统通常要考虑以下因素:制品的性能要求、加工性能、加工安全性等。
表1给出了不同橡胶的5种硫化体系。
表1 常用的硫化系统硫化系统聚合物硫黄NR 、IR 、S BR 、BR 、EP D M 、IIR 、N BR 、H N BR 过氧化物CPE 、CS M 、H N BR 、M Q 、H N BR 、E V M 、FK M 、TFE ΠP金属氧化物CR 、CS M 胺类AC M 、FK M 、E A M 、EC O酚醛树脂IIR1 硫黄与次磺酰胺硫化图解硫化过程如图1所示。
K rebs 对次磺酰胺类的研究表明,除了高温下硫的均裂以外,S 8环在胺类或硫离子存在的条件下,低温时也会发生裂解,参阅图2。
裂解的硫离子使聚合物形成多种不同的连接形式,如形式单硫、双硫、多硫交联的形式。
这一理论可以较好地解释次磺酰胺反应的历程,因为既有硫离子又有胺离子生成。
这是由于碳硫键的断裂能低于硫氮键和碳氮键。
缩短硫化时间,可以使用快速的促进剂,但焦烧倾向增大,因此必须使用防焦剂。
如果促进剂的用量增大,则模量增大,交联密度增加,撕裂性能下降。
与过氧化物硫化系统相比,硫黄硫化系统表现出压缩永久变形大、动态性能好的优点。
这主要是长多硫键转化为短双硫键的缘故。
为改善耐老化性能,通常采用高促低硫系统,即所谓的有效(E V )硫化系统。
过氧化物交联聚乙烯材料的研究
过氧化物交联聚乙烯材料的研究作者：周林平丁海伟闫孝敏，等来源：《新材料产业》 2013年第5期文/ 周林平丁海伟闫孝敏于友姬杭州富通昭和线缆材料研究开发有限公司线性聚合物经过交联后，可以明显改善材料的弹性、力学强度、尺寸稳定性、耐溶剂性等。
目前，对线性聚合物常用的交联方式主要有过氧化物交联和辐射交联2种。
过氧化物交联和辐射交联的机理是一样的，都是把烷烃基之间的碳-碳（C-C）单键进行交联。
过氧化物的种类一般有过氧化二异丙苯(DCP)和2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷(DHBP)。
过氧化物交联主要应用于电缆、管材等材料。
为了防止材料的预交联，必须将包含有过氧化物的混合物在低于过氧化物的分解温度下加工，因为预交联的发生和聚合物的熔点有关，在实际生产中必须在较低温度下加工，在进行加工前要了解聚合物的大致熔点范围。
过氧化物交联反应如图1所示。
热处理是交联在挤出制品的过程中必须进行的一道工序，一般是挤出后在生产线上直接进行。
根据相关的实际数据，选用DHBP作为交联剂，在180℃温度下保持交联23m i n就可以完成交联反应的90%。
一、过氧化物交联的过程过氧化物交联聚乙烯（P E）的机理可以理解是在P E分子链之间通过引入C - C键结合从而形成网络状结构。
此种交联过程中主要经历以下3个步骤：1. 基材的预混合这个过程将过氧化物加入到基体P E树脂中进行预混合。
在此过程中为了防止或降低预交联的发生概率，必须保持较低的加工温度，一般要低于过氧化物本身的分解温度。
2. 挤出制品过程中的热处理一般在挤出完成后，需要立即进行热处理。
在热处理过程中，为了避免影响交联的均匀性，要将过氧化物分解并产生自由基的温度控制在过氧化物的分解温度以上，但控制要适当，不宜高出太多。
3.PE 的交联过氧化物分解完成后得到的游离自由基能够夺取碳链上的氢原子，并使P E分子之间通过C - C键形成空间网络结构。
在挤出制品的过程中可以适当提高温度进行热处理，以达到充分交联的目的。
浅析交联聚乙烯绝缘电缆交联工艺
浅析交联聚乙烯绝缘电缆交联工艺摘要：本文主要是介绍了交联聚乙烯绝缘电缆的优势与几种交联工艺，并且分析对比了过氧化物化学交联、硅烷交联和辐照交联的性能特点，及其在电力电缆中的应用。
关键词：电线电缆；交联聚乙烯；交联工艺交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆是目前应用最广泛的电力电缆之一，其性能的优劣、质量的高低，直接影响到输配电系统的运行状况。
目前交联聚乙烯交联工艺主要有过氧化物化学交联、硅烷交联（又称温水交联）、辐照交联等。
一、交联聚乙烯电缆的优势（一）XLPE与PE、PVC电气性能比较交联聚乙烯的电气性能优于聚氯乙烯。
聚氯乙烯的介质损耗较大，因而不适用于高频和高压的场合，用于低压电力电缆的聚氯乙烯因温升载流量低，传输容量小、过载能力差等原因，在一些大城市的电力部门聚氯乙烯绝缘电缆正逐步被交联聚乙烯电缆所取代。
虽然聚乙烯电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力是很敏感的，耐热老化性差。
（二）机械性能比较1）交联聚乙烯与热塑性聚乙烯比较，提高了耐热变形性，改善了高温下的力学性能，改进了耐环境应力龟裂与耐热老化性能，增强了耐化学稳定性和耐溶剂性，减少了冷流性，绝缘电阻高，介质损耗角正切小，基本上不随温度的改变而改变，基本保持了原来的电气性能。
所以使用了交联聚乙烯可使电缆的长期工作温度从70℃提高到90℃[1]。
2）交联聚乙烯较热塑性聚乙烯有一个明显的优点就是加入了大量的填充料而不显著降低其伸长率。
因此，在1KV级以下电缆所用的交联聚乙烯中常常加入大量的粉料以降低其生产成本或获得某些特殊性能。
3）交联聚乙烯与聚氯乙烯比较，XLPE抗热变性比PVC好，抗过载能力强。
XLPE短路运行温度最高可达250℃。
而PVC耐热性差，其80℃持续4h其变性可达50%。
当电缆过载运行时易造成绝缘老化及软化变性而引起击穿，PVC老化引起电缆火灾事故占电火灾事故总数的50%。
4）交联聚乙烯密度比聚氯乙烯小40%左右，可以明显减轻架空线的质量。
交联剂分类
交联剂分类以交联剂分类为标题，我将为您介绍几种常见的交联剂及其特点。
一、物理交联剂物理交联剂是通过物理作用力将聚合物分子进行交联的一种方法。
常见的物理交联剂有热交联剂和辐射交联剂。
1. 热交联剂热交联剂是指通过加热将聚合物分子进行交联的物质。
热交联剂的特点是在一定温度下才能发生交联反应，通常需要高温条件。
常见的热交联剂有硫化剂和过氧化物。
硫化剂主要用于橡胶和硫化聚合物的交联，过氧化物则用于热塑性聚合物的交联。
2. 辐射交联剂辐射交联剂是指通过辐射能量将聚合物分子进行交联的物质。
辐射交联剂的特点是无需高温条件，交联反应可以在室温下进行。
常见的辐射交联剂有电子束辐射和γ射线辐射。
辐射交联剂广泛应用于电线电缆、管材、塑料制品等领域。
二、化学交联剂化学交联剂是通过化学反应将聚合物分子进行交联的一种方法。
常见的化学交联剂有自由基交联剂和离子交联剂。
1. 自由基交联剂自由基交联剂是指通过自由基反应将聚合物分子进行交联的物质。
自由基交联剂的特点是反应速度快，交联效果好。
常见的自由基交联剂有过氧化物和有机过硫酸盐。
自由基交联剂广泛应用于橡胶制品、塑料制品等领域。
2. 离子交联剂离子交联剂是指通过离子反应将聚合物分子进行交联的物质。
离子交联剂的特点是反应选择性好，可以实现对特定官能团的交联。
常见的离子交联剂有金属离子和交联剂引发剂。
离子交联剂广泛应用于纺织品、涂料、胶粘剂等领域。
三、生物交联剂生物交联剂是指利用生物体内的酶或微生物等生物体制造的交联剂。
生物交联剂的特点是环境友好、可降解。
常见的生物交联剂有凝血酶、酪蛋白和细胞外基质。
生物交联剂广泛应用于医药、食品、环境等领域。
总结：交联剂根据交联方式和作用机制可以分为物理交联剂、化学交联剂和生物交联剂三大类。
物理交联剂包括热交联剂和辐射交联剂，化学交联剂包括自由基交联剂和离子交联剂，生物交联剂则是利用生物体产生的交联剂。
不同类型的交联剂在不同领域具有广泛应用，为材料的性能改善和功能化提供了重要手段。
交联聚乙烯(XLPE) 的特性及交联方式
交联聚乙烯(XLPE) 的特性及交联方式XLPE是交联聚乙烯英文名称的缩写，聚乙烯是一种线性的分子结构，在高温下极易变形。
交联聚乙烯过程使其变成一种网状结构。
这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。
交联聚乙烯(XLPE)电缆料是一种含有机过氧化物如DCP（过氧化二异丙苯）的聚乙烯。
这种过氧化物在高温高压及惰性气体环境下，与聚乙烯发生化学反应，使热塑性聚乙烯变成热固性（弹性体）的聚乙烯，即XLPE。
交联聚乙烯(XLPE)特性交联聚乙烯(XLPE)电缆有极佳的电气性能。
介质损耗比纸绝缘和PVC绝缘都要小，XLPE电缆的电容也小。
所以在没有有效星形接地系统中也可降低充电电流和接地故障电流。
极易敷设是XLPE电缆的又一个优点。
XLPE电缆有一个较小的弯曲半径，它比其他同类电缆轻而且有较为简单的终端处理。
由于XLPE电缆不含油，所以在敷设XLPE电缆时不用考虑路线，也不存在由于淌油而无法敷设的情况。
极佳的抗老化特性及超强的耐热变形决定了交联聚乙烯电缆在正常运行温度（90℃）、短时故障（130℃）及短路（250℃）条件下可允许大电流通过。
交联聚乙烯(XLPE)交联方式聚乙烯是一种优质的化工原料，通过交联反应，使聚乙烯分子从二维结构变为三维网状结构，材料的化学和物理特性相应的得到增强，耐温耐压性能提高，这种材料即交联聚乙烯。
聚乙烯的交联方法有物理交联即辐射交联和化学交联两种。
化学交联又分为硅烷交联、过氧化物交联。
1、辐射交联将聚乙烯制品，如包覆在导线上的聚乙烯护套、薄膜、薄壁管等产品用γ一射线、高能射线进行照射进行交联（引发聚乙烯大分子产生自由基，形成C-C交联链）。
交联度受辐射剂量及温度的影响，交联点随辐射剂量的增加而增加，因此通过控制辐射条件，可以获得具有一定交联度的交联聚乙烯制品。
此方法设备投资大，防护设施要好，最适用于制备薄型交联产品。
2、化学交联化学交联则是采用化学交联剂使聚合物产生交联，由线性结构转变为网状结构。
高耐热的弹性体复合材料的种类和制备
高耐热的弹性体复合材料的种类和制备1、前言传统的高温耐热材料有陶瓷、合金等，广泛应用于冶金、焦化、建材、输送、航天航空等高温作业环境，但是随着我国工业需求的发展，迫切需要发展高耐热的弹性体材料，来满足一些工业和环境的特殊要求。
随着橡胶使用条件的日趋苛刻，对橡胶产品的耐热性能提出了越来越高的要求，橡胶的耐热性是指橡胶制品在高温长时间热老化作用下，能够保持原有物理性能的能力。
一般认为能够在100℃以上长期使用能基本保持原有的性能和使用价值的橡胶都归于“耐热橡胶”的范畴[1]。
橡胶大分子在高温或热氧作用下会发生解聚、降解、环化、交联、异构化等老化行为，从而影响橡胶的性能，要提高橡胶制品的耐热性，主要通过橡胶配方设计进行改善，可以使用一下几种方法：第一，选用的橡胶基体对热氧稳定性好，橡胶分子结构具有较好的耐热性；第二，是在选用耐热橡胶品种的基础上，选择合适的硫化体系来增加橡胶制品的耐热性；第三是使用高效的稳定剂，进一步提高橡胶产品对热和氧的防护能力。
2、高耐热弹性体的制备2.1、生胶体系的选择橡胶的耐热性与橡胶分子链的饱和度、化学键性质、侧基性能有关。
要想提高橡胶分子链的耐热性，必须从以下几方面入手。
：（1 ）主链结构：大部分橡胶的主链都为碳碳结构，而碳碳键的键能为346kJ /mol，如果分子链中有杂原子，会增加主链的键能，比如硅橡胶中的硅氧键键能高达451 kJ /mol，因此硅橡胶的耐热性能就大大超过其它碳主链的橡胶[2]。
（2 ）不饱和度：由于双键是分子链中的薄弱环节，极易受破坏，所以主链的饱和度越高则耐热性越好，比如某些合成胶的双键含量被控制在较低水平，如丁基胶和三元乙丙胶，因此它们的耐热性就好一些。
而有些橡胶中不存在双键，它们的耐热性就更好，如氯化聚乙烯橡胶（CM）、氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）和硅橡胶等。
（3 ）侧基：橡胶分子链上侧基对橡胶的耐热性也起到一定作用。
它们对主链都起屏蔽作用，特别是强极性原子和基团（如氟、氯、酯基、羧基）[3]。
辐照交联与其他交联的对比
交联电缆工艺性能简介一、概念交联电缆通常是指电缆的绝缘层采用交联材料。
最常用的材料为交联聚乙烯（XLPE）。
交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯（PE）材料通过特定的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯。
使得长期允许工作混充由700C提高到900C（或更高），短路允许温度由1400C提高到2500C（或更高），在保持其原有优良电气性能的前提下，大大地提高了实际使用性能。
二、交联工艺方式目前电缆行业生产交联电缆的工艺方式分为三类：第一类过氧化物化学交联，包括饱合蒸气交联、惰性气体交联、熔盐交联、硅油交联，国内均采用第二种即干法化学交联；第二类硅烷化学交联；第三类辐照交联。
1、惰性气体交联¬¬¬――干法化学交联采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过三层共挤完成导体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管完成交联过程。
传热媒体为氮气（惰性气体），交联聚乙烯电气性能优良、生产范围可达500KV级。
2、硅烷化学交联――温水交联采用加入硅烷交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将已冷却装盘的绝缘线芯浸入85-950C热水中进行水解交联，由于湿法交联会影响绝缘层中的含水量。
一般最高电压等级仅达10KV。
3、辐照交联――物理交联采用经过改性的聚乙烯绝缘料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。
辐照交联电缆料中不加入交联剂，在交联时是由高能电子加速器产生的高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，因为电子带有很高的能量，而且均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键结合能量高，稳定性好。
表现出的物理性能为，耐热性能优于化学交联电缆。
但由于受加速器能量级的限制（一般不超过3.0Mev电子束有效穿透厚度为10mm以下，考虑几何因数，生产电缆的电压等级仅能达到10KV，优势在6KV以下。
交联工艺方式
交联工艺方式目前电缆行业生产交联电缆的工艺方式分为三类：第一类过氧化物化学交联，包括饱合蒸气交联、惰性气体交联、熔盐交联、硅油交联，国内均采用第二种即干法化学交联；第二类硅烷化学交联；第三类辐照交联。
惰性气体交联：干法化学交联采用加入过氧化合物交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过三层共挤完成导体屏蔽层――绝缘层―― 绝缘屏蔽层的挤出后，连续均匀地通过充满高温、高压氮气的密封交联管完成交联过程。
传热媒体为氮气（惰性气体），交联聚乙烯电气性能优良、生产范围可达500KV级。
硅烷化学交联：温水交联采用加入硅烷交联剂的聚乙烯绝缘材料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将已冷却装盘的绝缘线芯浸入85-95℃热水中进行水解交联，由于湿法交联会影响绝缘层中的含水量。
一般最高电压等级仅达10KV。
辐照交联：物理交联采用经过改性的聚乙烯绝缘料，通过1+2的挤出方式完成异体屏蔽层――绝缘层――绝缘屏蔽层的挤出后，将冷却后的绝缘线芯，均匀通过高能电子加速器的辐照扫描窗口完成交联过程。
辐照交联电缆料中不加入交联剂，在交联时是由高能电子加速器产生的高能电子束有效穿透绝缘层，通过能量转换产生交联反应的，因为电子带有很高的能量，而且均匀地穿过绝缘层，所以形成的交联键结合能量高，稳定性好。
表现出的物理性能为，耐热性能优于化学交联电缆。
但由于受加速器能量级的限制（一般不超过3.0Mev电子束有效穿透厚度为10mm以下，考虑几何因数，生产电缆的电压等级仅能达到10KV，优势在6KV以下。
辐照交联电缆特性电缆绝缘材料的老化寿命主要取决于其热老化寿命，它是在热作下绝缘材料内所发生的热氧氧化、热裂解、热氧化裂解，缩聚等化学反应的速度所决定的，因此绝缘材料的热老化寿命直接影响着电缆的使用寿命，按照化学反应动力学推导及人工加速热老化试验测得的（20-30年）辐照交联电缆长期允许工作温度为：电力电缆YJV0.6/1KV若按额定工作温度105度推导，其热老化寿命超过60年。
辐射交联法
辐射交联法
辐射交联法是一种用于改善材料性质的方法。
在这种方法中，高能量辐射（如电子束、γ射线或X射线）被用来通过断裂和
重组材料的分子链，从而在材料中形成交联结构。
辐射交联法可以应用于多种材料，包括塑料、橡胶和聚合物等。
通过辐射交联，材料的物理性质可以得到显著提高，如耐热性、耐化学腐蚀性、机械强度和电气性能等。
辐射交联法有以下几个特点：
1. 过程控制简单：辐射剂量和速度可以精确控制，以实现所需的交联程度。
2. 可实现局部交联：辐射可以集中在特定区域进行，从而实现局部的交联处理。
3. 高速处理：辐射交联过程快速，在几秒钟到几分钟内可以完成。
4. 无需添加化学添加剂：与传统的化学交联方法相比，辐射交联不需要添加交联剂。
然而，辐射交联法也存在一些局限性。
其中一个是辐射源的可用性和成本。
高能量辐射设备通常较昂贵，并且需要特殊的设施和专业知识来操作。
此外，辐射交联可能会对材料的颜色和透明度产生影响，因此对于某些应用来说可能并不适合。
总体而言，辐射交联法是一种有效的方法来改善材料性质，特别是在需要耐热、耐化学腐蚀或高机械强度的应用中。
橡胶交联原理与技术
橡胶交联原理与技术橡胶交联是指通过化学或物理方式使橡胶聚合物链之间相互连接形成网状结构，从而提高橡胶的物理性能和化学性能。
橡胶交联技术是橡胶工业中的一项重要技术，对于生产高性能橡胶制品具有重要意义。
橡胶交联原理主要有化学交联和物理交联两种。
化学交联是通过添加交联剂，使橡胶分子链上的活性基团之间发生化学反应，形成共价键连接，从而使橡胶聚合物链之间相互连接形成交联网状结构。
常用的交联剂有硫化剂、过氧化物和亚当爵硼砷罗曼蒂斯等。
其中，硫化剂是最常用的交联剂，通过硫化反应形成交联结构。
硫化剂主要有硫磺和硫酸、硫酸铅等。
硫化剂在橡胶中的交联反应是一个复杂的过程，其详细机理尚不完全清楚。
硫化剂与橡胶分子链上的活性基团之间发生反应，形成临时交联结构，然后通过硫-碳键断裂和形成新的硫醇基与活性基团反应，最终形成交联结构。
硫化反应既可在高温下进行，也可在常温下进行。
高温硫化主要用于大尺寸、厚壁和高硫含量橡胶制品。
在高温硫化过程中，硫化剂分散在橡胶中，形成三维交联结构。
常温硫化主要用于小尺寸、薄壁和低硫含量橡胶制品。
在常温硫化过程中，硫化剂主要通过扩散和反应，形成交联结构。
物理交联是通过外加能量（如热能、光能、电能等）作用于橡胶分子链，使其发生构象变化，形成交联结构。
物理交联不涉及化学反应，交联结构是可逆的。
常用的物理交联技术有放射交联和制冷交联。
放射交联是通过辐射源（如X射线、γ射线、电子束等）照射橡胶，使其发生构象变化，形成交联结构。
放射交联适用于各种橡胶材料，不受橡胶的含硫量和硫化剂的种类限制，且交联程度可控。
不过放射交联对环境有一定的影响，尚需谨慎使用和管理。
制冷交联是通过低温处理橡胶，使其分子链间产生冰晶交联结构，从而形成交联结构。
制冷交联适用于含水橡胶（如NR、SBR等），具有环保、高效、低成本的优点。
制冷交联技术在橡胶工业中有广阔的应用前景。
橡胶交联技术的应用非常广泛，可用于生产各种橡胶制品，如橡胶管、橡胶密封件、橡胶车胎等。
交联作用及交联剂分析
交联作用及交联剂分析交联作用是指在物质中存在着的长链分子之间形成交联连接的现象，通过交联作用可以增强材料的机械强度、热稳定性、耐腐蚀性和耐老化性等。
交联剂是引入到聚合物分子中，使分子间发生交联反应的化合物。
常见的交联剂有硫、过氧化物、辐射、环氧化合物、异氰酸酯、二硫醚、双四元盐等。
交联作用可以通过物理交联和化学交联两种方式实现。
物理交联一般是通过热处理或溶剂处理来实现。
在高温或溶剂条件下，聚合物链之间会发生交联反应，形成3D网络结构。
物理交联可以逆转，即通过网络结构的破坏和修复使材料的物理性质发生可逆变化。
化学交联是通过交联剂引发的化学反应来实现的。
交联剂会引发聚合物链之间的共价键形成，形成3D网络结构。
化学交联是不可逆的，交联后的材料具有较高的热稳定性和耐化学品侵蚀性。
交联剂的选择要根据聚合物的特性和所需的性能来确定。
下面介绍几种常见的交联剂和其应用：1.硫交联剂：硫可以与聚合物中的双键反应，引发交联反应。
硫交联常用于橡胶材料的制备，如天然橡胶和丁苯橡胶。
2.过氧化物交联剂：过氧化物可以通过自由基反应引发聚合物链之间的交联。
过氧化肼是一种常用的过氧化物交联剂，常用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃的交联。
3.辐射交联剂：辐射交联是利用高能射线（如电子束或γ射线）对聚合物进行辐射照射，形成自由基引发聚合反应，从而实现聚合物链之间的交联。
辐射交联常用于电线电缆、管道、热缩套管等领域。
4.环氧化合物交联剂：环氧化合物可以与聚合物中的羟基或胺基反应，形成环氧树脂结构，并与聚合物分子交联。
环氧化合物交联剂常用于涂料、胶粘剂和复合材料等领域。
总之，交联作用和交联剂在材料科学和工程中具有重要的应用价值。
深入研究交联作用的机理和交联剂的选择，可以为材料的性能改进和新材料的开发提供指导和支持。
安热PEXc与PEXa之比较
提供自由基，抗氧剂具有捕捉自由基功能，加入抗氧剂受到限制，致使产品的长 期使用性能受到影响。由于过氧化物在配方中仅占 1%，故选用粉剂 PE 为中密度 PE，影响综合物理机械性能(一般地 PE 密度越高，物理机械性能越好)。 (2)PE-Xb 其原理为： <1> R－O－O－R → 2RO <2>～－CH2－CH2－CH2－CH2－～+RO → －CH2－CH－CH2－CH2～+ROH <3>－CH2－CH－CH2－+ CH2=CH－Si(OCH3)3 → －CH2－CH－CH2－CH2 ｜ CH2－CH2－Si(OCH3)3 <4>－CH2－CH－CH2－CH2－+H2O －CH2－CH－CH2－CH2－+CH3OH | CH2－CH2－Si(0CH3)3 CH2－CH2－Si(0CH3)2 | OH 该交联产物为立体网状结构，其固化反应在热水交联池中进行，其将过氧化 物作引发剂，有机锡作催化剂，硅烷作接枝剂，在生产设备中发生接枝反应。生 产相对易控制，质量相对稳定但烷剂本身有异味，锡为重金属，对水质有影响， 由于含 7 种添加剂，交联度及纯度较差。选料为 HDPE，物理机械性能优于 a 线。 (3). PE-Xc 其原理为： 通过物理的方法对 HDPE 改性，形成立体网状结构的交联聚乙烯。 其是在辐射源强度一定情况下， 存放一定时限而完成改性。 因其为物理方法交联， 不需过氧化物及引发剂，催化剂、接枝剂等物质，比较纯净，对水质及其它流体 无污染，交联含量均匀，管材性能稳定。选料为 HDPE，物理机械性能较优。问 题是投资设备较大，需建钴源辐射装置，属民用核设施，技术运用较敏感。 3. 配方标准 (1) PE-Xa 中密度 PE99% 、 过氧化物 1% 。 (2) PE-Xb 高密度 PE93.49%、过氧化物 0.1% 、抗氧母料 4%、 硅烷 2% 、金属抑制剂 0.5%。 (3) PE-Xc HDPE97% 、抗氧母料 3% 。 4. PE-Xa、PE-Xb、PE-Xc 的性能经较（下表） 比较项目 PE-Xa PE-Xb PE-Xc 标准交联度 77.0% 76.5% 76.0% 密度(g/cm3) 0.938 0.950 0.940 抗老化性(min) 2.33 6.07 — 遮光性 差 一般 优 结构形式 平面网状 立体网状 立体网状 交联均匀性 较好 一般 最好 交联添加剂 过氧化物 硅烷 无 化学纯净度 较差 较差 最纯 使用寿命 50 50 50 物理机械性能 差 优 优 壖变性 大 小 小 爆破压力 一般 较高 很高
橡胶的增强措施
橡胶的增强措施橡胶是一种重要的工业原材料，在各个领域都有广泛的应用。
然而，由于其本身的特性，橡胶在某些方面还存在一些不足，例如低抗拉强度、低硬度和低耐磨性等。
为了克服这些不足，人们采取了一系列的增强措施，以提高橡胶的力学性能和耐久性。
本文将介绍几种常见的橡胶增强措施。
1. 添加填料一种常见的橡胶增强措施是添加填料。
填料可以增加橡胶的硬度、强度和耐磨性。
常用的填料有碳黑、硅灰和石墨等。
碳黑是最常用的填料，它不仅可以增加橡胶的硬度，还可以提高其抗撕裂性能和耐磨性。
硅灰则可以增加橡胶的强度和硬度，同时也改善了其热稳定性。
石墨填料能够提高橡胶的导电性和热导率，同时增加橡胶的强度和硬度。
2. 添加增塑剂添加增塑剂也是一种常见的橡胶增强措施。
增塑剂可以提高橡胶的可塑性和延展性，增加其拉伸强度和韧性。
常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯（phthalate）和环氧树脂等。
邻苯二甲酸酯增塑剂非常常见，它能够使橡胶更加柔软，并且提高其耐磨性和耐寒性。
环氧树脂是一种高性能增塑剂，它可以显著提高橡胶的强度、刚度和耐磨性。
3. 进行交联处理为了增强橡胶的力学性能和耐久性，常常需要进行交联处理。
交联是指将橡胶分子中的一些链断裂，形成新的化学键，从而使橡胶成为3D网络结构。
这可以显著提高橡胶的抗拉强度、弹性模量和热稳定性。
交联处理的方法有热交联、化学交联和辐射交联等。
热交联是最常见的方法，它通过加热橡胶与硫磺反应，形成交联结构。
化学交联则是通过引入交联剂，如过氧化物，使橡胶分子发生化学反应交联。
辐射交联是通过高能射线照射橡胶，使其分子间形成交联结构。
4. 结合增强纤维另一种常见的橡胶增强措施是结合增强纤维。
增强纤维可以作为橡胶增强的骨架，能够提高橡胶的抗拉强度和刚度。
常用的增强纤维有玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
玻璃纤维是最常用的增强纤维，它可以显著提高橡胶的抗拉强度和耐磨性。
碳纤维具有很高的强度和刚度，能够显著提高橡胶的力学性能。
PEX 管的比较
交联聚乙烯(PEX)管道的种类及比较根据交联聚乙烯管道生产工艺的不同，可分为过氧化物交联(PE-Xa)，硅烷交联(PE-Xb)和电子束交联(PE-Xc)。
过氧化物交联(PE-Xa)：在20世纪70年代开发出的生产工艺。
过氧化物交联是混入聚乙烯中的过氧化物在挤出过程中分解为自由基，引发聚乙烯高分子链形成活性自由基而发生交联。
过氧化物生产交联聚乙烯管道的方法主要有三种，德国瑞好公司采用的是Engel法，此种方法的交联反应在聚乙烯的熔点之上发生，而且是在高温(> 136︒C)和高压下(1000巴)进行，因而交联结构相当均一，具有PEX 种类中最高的交联度。
硅烷交联(PE-Xb)：1973年英国道康宁公司开发出了硅烷交联技术，它是利用含有双键的乙烯基硅烷在引发剂(通常为过氧化物)作用下，与熔融的聚合物反应，形成硅烷接枝聚合物，该聚合物在硅烷醇缩合催化剂的存在下，遇水发生水解，从而形成网状的硅氧烷键交联结构。
电子束交联(PE-Xc)：最早始于1955年的美国，是采用物理方法进行交联反应。
物理方法的特征是利用外辐射源，通常生产用的是大的加速器产生的电子束(β射线)，穿透1-3mm厚的聚乙烯分别需要0.55-1Mev能量。
其主要优点是属于一种后交联技术，缺点是交联深度受到限制，设备投资大，因此通常只生产壁厚小于4mm的管道。
GB/T18992-2003国家标准规定了不同交联方法生产的交联聚乙烯管的最小交联度指标，见下表：交联方法管道应达到的最小交联度过氧化物交联(PE-Xa) 70%硅烷交联(PE-Xb) 65%电子束交联(PE-Xc) 60%不同交联聚乙烯(PEX)种类的区别：种类PE-Xa PE-Xb PE-Xc柔韧性管道具有极佳的柔韧性，易于地面辐射供暖系统的安装。
管道材料较硬，尤其是在冬季低温条件下施工时，容易产生死折。
管道具有极佳的柔韧性，易于地面辐射供暖系统的安装。
记忆效应极佳的记忆效应，尤其适合使用收紧套环式连接。
硅橡胶交联方法
硅橡胶交联方法
硅橡胶交联可是个很有趣的事儿呢。
一、过氧化物交联法。
这就像是给硅橡胶找了个活力满满的小助手——过氧化物。
把过氧化物加到硅橡胶里，然后加热的时候呀，过氧化物就开始搞事情啦。
它会分解产生自由基，这些自由基就像一群调皮的小精灵，在硅橡胶的分子链之间跑来跑去，然后把不同的分子链连接起来，就形成了交联结构。
就好比是用小绳子把原本散开的小物件都绑在一起啦。
这种方法做出来的硅橡胶呀，性能可不错呢，强度、弹性啥的都能有很好的表现。
二、加成型交联法。
这个方法有点像一场和谐的合作。
它是利用含乙烯基的硅橡胶和含氢硅油，再加上铂催化剂。
在这个过程中，乙烯基和硅氢键就像是两个互相吸引的小伙伴，在铂催化剂这个“小媒婆”的作用下，它们就手拉手啦，然后硅橡胶的分子链就交联起来了。
这种方法交联出来的硅橡胶呀，没有什么副产物，就像一场干净利落的合作，做出来的产品质量很纯净，透明度也高，在一些对纯度要求高的地方，比如医疗器材的硅橡胶部分，就经常用到这种方法呢。
三、辐射交联法。
这个就更酷啦。
用射线来照射硅橡胶，就像给硅橡胶来一场能量的洗礼。
射线的能量能让硅橡胶分子链产生自由基，然后这些自由基就会让分子链交联起来。
不过呢，这个方法需要专门的辐射设备，就像要有一个特殊的魔法棒一样。
但是它的好处是可以在常温下进行交联，对一些不能高温处理的硅橡胶制品来说，这可真是个救星呢。
硅橡胶的这些交联方法各有各的妙处，就像不同的魔法咒语，能把硅橡胶变得各种各样，在不同的领域发挥着超级重要的作用呢。
高分子材料的交联与网络结构
高分子材料的交联与网络结构高分子材料是一类由长链聚合物构成的材料，其在现代科技和工业中具有广泛的应用。
其中一个重要的特点是其可以通过交联形成网络结构，从而赋予材料更强的机械性能和稳定性。
本文将探讨高分子材料的交联与网络结构，以及其在材料工程中的应用。
一、高分子材料的交联交联是指在高分子材料中形成化学键，将聚合物链条连接在一起的过程。
这种连接是通过交联试剂或者交联剂引发的，常见的交联试剂包括热、辐射（如紫外线、γ射线）以及化学交联剂（如二硫化物和过氧化物）等。
1. 热交联热交联是指通过加热高分子材料，使其中的交联试剂发生化学反应，形成交联结构。
热交联常用于热塑性高分子材料，通过加热使其软化后形成交联结构，从而提高材料的热稳定性、力学性能和耐老化性能。
2. 辐射交联辐射交联是指通过辐射（如紫外线、γ射线）照射高分子材料，使其中的交联试剂发生化学反应，形成交联结构。
辐射交联常用于热固性高分子材料，由于照射后的辐射能量可以穿透材料，因此可以实现深层交联，从而提高材料的强度、硬度和耐热性。
3. 化学交联化学交联是指通过加入化学交联剂，使其与高分子材料中的活性基团发生化学反应形成交联结构。
常用的化学交联剂包括二硫化物、过氧化物等，通过与高分子材料中的官能基团反应，形成交联结构。
化学交联可以实现较高的交联密度和强度，从而提高材料的力学性能和耐久性。
二、高分子材料的网络结构网络结构是指由高分子材料中的交联形成的三维连通结构，其有利于材料的机械性能和稳定性的提高。
1. 互穿网络结构互穿网络结构是指由两个或多个聚合物链条之间的交联形成的结构。
互穿网络结构的形成可以提高材料的强度和韧性，增加材料的可塑性和形状记忆效应，常见于高分子材料中的弹性体和液晶聚合物等。
2. 多臂星型网络结构多臂星型网络结构是指由一个中心聚合物链条向外辐射的多条聚合物链条之间的交联形成的结构。
多臂星型网络结构的形成可以提高材料的力学性能和热稳定性，常见于高分子材料中的粘合剂和涂料等。
交联型tpr材料
交联型tpr材料交联型TPR材料是一种具有优异性能的热塑性弹性体，其特点是具有良好的弹性、耐磨性和耐候性。
本文将从交联型TPR材料的制备工艺、物理性能以及应用领域等方面进行阐述。
一、交联型TPR材料的制备工艺交联型TPR材料是通过在TPR基础上引入交联剂来实现材料的交联，从而提升材料的性能。
常用的交联剂包括有机过氧化物和辐射交联剂两种。
有机过氧化物交联方式是在TPR材料中加入有机过氧化物，并通过热处理使其分解产生自由基，从而引发交联反应。
辐射交联方式是利用电子束或γ射线等辐射源对TPR材料进行辐射，使材料中的分子链断裂并形成交联结构。
二、交联型TPR材料的物理性能1. 弹性：交联型TPR材料具有优异的弹性，能够在受力后迅速恢复原状，具有较好的回弹性。
2. 耐磨性：交联型TPR材料具有良好的耐磨性能，能够在摩擦和磨损环境下保持较长时间的使用寿命。
3. 耐候性：交联型TPR材料具有较好的耐候性能，能够在阳光、雨水等自然环境的作用下保持较长时间的使用寿命。
4. 耐油性：交联型TPR材料具有良好的耐油性能，能够在油脂等化学物质的作用下保持较长时间的使用寿命。
5. 加工性：交联型TPR材料具有良好的加工性能，可以通过注塑、挤出等常规塑料加工工艺进行成型。
三、交联型TPR材料的应用领域交联型TPR材料由于其良好的性能，在许多领域得到了广泛应用。
1. 鞋材领域：交联型TPR材料可以用于制作鞋底、鞋垫等部件，具有良好的耐磨性和耐候性，能够提供舒适的脚感和良好的防滑效果。
2. 汽车领域：交联型TPR材料可以用于汽车密封件、防尘罩等部件，具有良好的耐油性和耐候性，能够提供良好的密封效果和保护作用。
3. 电子领域：交联型TPR材料可以用于电线电缆的绝缘和护套材料，具有良好的绝缘性能和耐化学腐蚀性，能够保障电子设备的安全和稳定运行。
4. 医疗领域：交联型TPR材料可以用于医疗器械的制作，具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，能够保障医疗器械的安全和可靠性。
化学交联的方法
化学交联的方法化学交联是指通过化学反应将高分子链之间或高分子链内部形成交联结构，从而提高材料的强度、耐热性、耐候性等性能。
在材料科学和工程领域，化学交联技术发挥着重要作用。
本文将对化学交联的方法进行详细介绍，以辐射交联、热引发交联、催化剂引发交联、光引发交联和化学剂引发交联为主，分析各种方法的优缺点，并探讨其应用领域与发展前景。
1.辐射交联辐射交联是通过高能射线（如紫外线、γ射线等）对高分子材料进行辐照，使其发生化学反应而形成交联结构。
辐射交联具有交联程度可控、交联速度快、能耗低等优点。
然而，辐照过程中可能会引发分子量降低、颜色变化等问题。
辐射交联广泛应用于电线、电缆、轮胎等工业领域。
2.热引发交联热引发交联是通过加热高分子材料，使其达到一定温度后发生交联反应。
热引发交联具有操作简便、成本较低的优点，但存在交联速度慢、易受温度影响等问题。
热引发交联广泛应用于塑料、橡胶等材料领域。
3.催化剂引发交联催化剂引发交联是利用催化剂促使高分子材料发生交联反应。
催化剂可分为有机催化剂和无机催化剂。
催化剂引发交联具有交联速度快、可控性好等优点，但催化剂的选择和使用要求较高，可能导致环境污染。
催化剂引发交联广泛应用于聚合物合金、涂料等领域。
4.光引发交联光引发交联是通过光敏剂促使高分子材料在光作用下发生交联反应。
光引发交联具有节能、环保等优点，但光敏感性可能导致交联效果受环境因素影响。
光引发交联应用于光敏涂料、生物医用材料等领域。
5.化学剂引发交联化学剂引发交联是利用化学剂（如过氧化物、偶氮化合物等）引发高分子材料发生交联反应。
化学剂引发交联具有交联效果好、操作简便等优点，但化学剂可能对环境和人体健康产生影响。
化学剂引发交联广泛应用于胶黏剂、密封材料等领域。
综上所述，各种化学交联方法各有优缺点，适用于不同领域。
随着科学技术的不断发展，化学交联技术在材料、环保、生物等领域具有广泛的应用前景。
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中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ ３ ０
文献标志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ １ ＿ ８ ２ ３ ２ （ ２ ０ １ ６ ） １ １ － ０ ０ ０ １ — ０ ４
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弹性体 辐射交联 和过氧化物 交联 的对 比
张 兰 波 ，殷 茜 编 译
Ｊ 能 个 受 ０ 辅射损 伤 聚 合物 ｒ ｔ ， 火 约８ ０ ％所 吸收 的能 城 时 ： 仔 ｌ 丫 Ｉ ． 个ｉ Ｕ 离寐 ０ １ － ｝ ， Ｉ ｌ ｆ ｊ ２ ０ ％￣ ＇ ’ ： ， １ ， Ｉ 多１ Ｕ ｊ ． ＇ １ ａ ｌ ｌ ＇ ｌ ｆ ＇ ｌ １ 九， Ｉ ｆ从 小 稳 定 的空 八 Ｉ ｆ ， 离Ｊ ｛ ： 进 入 ”一 夺
（ 中国石油 兰州 Ｉ 化 工 研 究中 心 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ）
摘 要 ： 将 传统 交联 （ 使 用过 氧化物 ） 和辐 射 处理 结 合 到一 起 ， 具有现 实意 义。 通 过描 述 辐射 ／ 过 氧 化物 及 过 氧化
物／ 辐射交联热塑性弹性体Ｅ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ８ ２ ０ ０ 的现 象， 并与分别单独 采用过氧化物 交联和辐射 交联的过程进行了对比， 发现 化学交联和辐射 交联的结合， 可以显著影响弹性体的交联 效率和氧化降解。 弹性体中添加芳香族过氧化物可对交联 和 后辐射氧化现象起到防护作 用。
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体结构， 在化 学 交联 过 程 中形 成 的横 向交 联 键
不 可能恢 复到原 来 的结 构
使 用 的 过 氧 化 物 为 过 氰 化 件 苯
（ Ｐ ｅ ｒ ｋ ａ ｄ ｏ ｘ Ｂ Ｃ ４ ０ ９ ， Ａｋ ｚ ｏ Ｎ ｏ ｂ ｅ ｌ 化 ： 公ｒ 产：
品） 和 烯 丙基 异氰 脲 酸酯 （ Ｔ ＡＩ Ｃ ５ ０ ， Ｋ ｅ ｔ ｔ ｌ ｉ ｔ ｚ
１ 防护 作 用