聚氯乙烯辐照交联
辐照交联及注意事项

辐照交联及注意事项
辐照交联是一种通过辐照处理来改善材料的机械性能和热性能的方法。
辐照交联主要应用在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等热塑性塑料上。
辐照交联的注意事项如下:
1. 选择合适的辐照剂量和辐照速率。
辐照剂量和辐照速率对于材料的交联程度和综合性能有着重要的影响。
过高的辐照剂量和辐照速率可能导致材料的变质和割裂。
2. 确保辐照剂量均匀分布。
辐照剂量的均匀分布可以保证材料在交联过程中的一致性。
辐照剂量不均匀可能导致材料的局部性能差异。
3. 控制辐照温度。
辐照温度对于材料的交联效果和性能有着重要的影响。
过高的辐照温度可能导致材料的熔融和变形,过低的温度则可能影响到交联效果。
4. 选择合适的辐照源。
常用的辐照源包括电子束辐射和γ射线辐射。
选择合适的辐照源可以满足材料的辐照需求,并且保证辐照过程的安全性。
5. 进行后交联处理。
辐照交联后,材料的交联程度可能还不够高,需要进行后交联处理来提高交联度和性能稳定性。
6. 根据不同材料的特性定制交联工艺。
不同材料的辐照交联工艺可能有所不同,需要根据具体的材料特性来制定合适的交联工艺参数。
总之,辐照交联是一种有效改善塑料材料性能的方法,但在实际应用中需要注意辐照剂量、辐照速率、辐照温度等参数的控制,同时选择合适的辐照源,并根据不同材料的特性定制交联工艺,以保证交联效果和材料性能的稳定性。
聚氯乙烯的辐射交联

量 优异 , 作方 便 , 操 生产效 率高 , 于大 批量 生产 , 适
无 环境 污染 , 目前 已实现工业 化应用 。
1 V P C辐 射 交 联 机 理
辐 射交 联 是最 早 实施 的 P C交联 方 法 之一 。 V
辐射 交 联是 以多 官 能 团不 饱 和单 体 为 交 联剂 。 利
Ab t a t s r c :Th c a im ft e r d ain c o s lnk n e c inso e me h n s o h a ito r s - i i g r a to fPVC i e i we . e i fu n e f s r ve dTh n l e c s o
氯 乙烯性 能的影 响, 列举 了 P C辐射 交联 产品 的应 用。 并 V
关键词 聚 氯 乙烯 辐射 交联 应 用
Ra it n Cr s- i k n f da i o s l i g o o n PVC
Ya i—a Ja R n l nJa f i u —i ( eer stt o lsc, ot nvrt o hn, a u n 0 0 5) R sac I tue f at sN r U i s y f i T i a, 30 h ni P i h e i C a y 1
应来 完 成交 联 , 这 种 方法 中 , 在 由于成 型 、 联 在 交
(A )二 甲基丙 烯酸 四甘醇 酯(E D 、 T C、 T G M)二丙 烯酸 四甘 醇 酯 (E D 1 T G A 、二 缩 三丙 二 醇 二 丙 烯 酸 酯 (P D )二 丙 二醇 二丙 烯 酸酯 (P D ) 。辐射 T G A、 D G A等 交 联使 用 的高能 或 电离辐 射源包 括 : 能 电磁 波 、 高
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。
辐照交联氯化聚乙烯绝缘橡胶及其制备方法

强度 高 等优 点 , V 带 的使用 寿命 大 幅度延 长 。
2 . 4 经 济 分 析
蚰
1 1 0 0 d t e x / 5 ×3聚酯 线绳 的单 位 质量 为 1 . 8 5
均匀、 不剪切 、 不 松散 、 不跑 长 、 耐 屈挠 、 热 收缩小 、
g・ m 左右 , 聚酯 钢化 棕丝 的单 位质 量为 约 1 . 0 0 g・ m , 而每 千克 聚酯 钢化 棕 丝 的价 格 与 聚酯 线
绳 相 当 。每 生 产 1 m B型 V 带 需 要 1 1 0 0 d t e x / 5 ×3 聚酯 线 绳 1 3 g , 需 要 聚酯钢 化棕 丝 1 0 g , 每生 产 1 m B型 V带 可节 约 3 g聚 酯 线绳 , 原材 料 的
粘 合 强度高 等优 点 , 因此 可显 著提 高 V 带 的 内在
用 聚酯 钢化 棕丝 生产 的 V 带 具有 受 力 均 匀 、 不剪 切、 不松 散 、 不跑长 、 耐屈挠、 干 热 收缩 率 小 、 粘 合
3 结 论
( 1 ) 采用 聚酯 钢 化 棕 丝 替代 聚酯 线 绳 生产 V
已 舄 带, 生 产工艺 基本 不变 。
舱 ( 2 ) 采用 聚酯 钢化 棕丝 生 产 的 V 带 具 有 受力
m
质 量 和使用 寿命 。
Q 聚酯 钢化 棕丝 生产 V 带能 降低 原材 ( 3 ) 采用
L
料 的成 本 , 提 高企 业 的经济效 益 。
辐照交联105℃氯化聚乙烯CPE橡皮电缆护套料性能指标

辐照交联105℃氯化聚乙烯CPE一般不延燃橡皮电缆护套料
CPE橡皮护套料,是以CPE橡胶为基料,加入各种助剂,经精心混炼而成的护套料,具有优良的硫化性能、加工工艺性能、机械物理性能、老化性能和绝缘性能。
可用普通PVC放电缆挤出机挤出放线,不需要用橡胶专用挤出机放电缆线,也不需要蒸汽硫化。
如不进行辐照交联也能使用,辐照交联后性能更好。
本公司上海东亚塑业集团技术中心苏州业务处陈新荣可提供橡胶颗粒材料,也可提供橡胶片材料。
同时转让配方技术。
供辐照交联105°C 氯化聚乙烯CPE 电缆料配方,本公司可提供辐照交联105°C 氯化聚乙烯CPE电缆料● 性能达到美国UL62要求的耐热105.C的CPE电缆料. 采用电子辐照,产品无异味。
可特制高回弹手感柔软的产品。
1。
一种高强度耐高温辐照交联聚氯乙烯绝缘线材料

专利名称:一种高强度耐高温辐照交联聚氯乙烯绝缘线材料专利类型:发明专利
发明人:白建明,肖艳军,徐敏
申请号:CN202111408809.4
申请日:20211124
公开号:CN113969028A
公开日:
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种高强度耐高温辐照交联聚氯乙烯绝缘线材料,其特征在于,包含有共混的以下组分:聚氯乙烯树脂、增塑剂、粉末丁晴橡胶、钛白粉、阻燃剂和促进剂,其中聚氯乙烯树脂进行硫化操作后与增塑剂一起进行辐照操作形成辐照交联体系与PVC交联体系共混复配。
本发明提供的一种高强度耐高温辐照交联聚氯乙烯绝缘线材料将氯化聚乙烯硫化及辐照交联体系与PVC交联体系共混复配,增强成品整体凝胶比例,微观结构强度;制成更高耐温强度的PVC辐照交联树脂材料。
申请人:广东领亚新材料科技有限公司
地址:523000 广东省东莞市企石镇铁岗文明路二横巷6号
国籍:CN
代理机构:深圳市华盛智荟知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:王晓艳
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PVC的辐照交联

PVC的辐照交联辐照交联是最早采用的PVC交联方法之一,也是使用最广泛的交联方法。
美国、日本等国已用此法生产辐照交联的PVC绝缘电线。
普通PVC 材料在辐照作用下并不交联,主要发生脱氯化氢反应与降解反应,产生共轭双键使产品变色。
1959年,Pinner与Miller首先发现,多官能团不饱和单体能够强化PVC辐照下的交联反应,从而使PVC辐照交联成为可能。
加入的多官能团不饱和单体主要有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三烯丙基异腈脲酸酯(TAIC)、三烯丙基腈脲酸酯(TAC)、二甲基丙烯酸四甘醇酯(TEGDM)、二丙烯酸四甘醇酯(TEG-DA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)等。
多年来,大量研究逐步揭示了PVC辐照交联中的反应原理及结构变化,并已经能够控制辐照交联PVC产品的结构与性能,使PVC的辐照交联技术已日臻成熟。
PVC辐照交联一般以Co60-γ射线或高能电子(EB)射线为辐照源、多官能团不饱和单体为交联剂,交联反应为自由基反应,PVC在辐照作用下C-Cl键断裂,形成自由基活性中心,多官能团不饱和单体在辐照引发下优先产生自由基并自聚,同时接枝到PVC长链自由基上,基本的交联结构为PVC-(交联剂)γ-PVC。
V K SHARMA等采用电子束(EB)辐照交联软PVC,研究了3种交联剂——TMPTA、TEGDM及TEGDA对软PVC的交联速率及热稳定性能的影响,以三盐基硫酸铅(TBLS)作为体系的稳定剂。
结果表明,5%TMPTA的交联效果最好,当凝胶质量分数为60%时,其拉伸强度达到了23.5MPa,较未交联时提高了7%左右,同时交联软PVC的体积电阻系数、分解温度也能够得到明显的提高。
Ratnam等采用了同样的辐照交联方法,采用TMPTA交联硬PVC,姒TBLS作为体系的稳定剂,研究了辐照剂量在20-200kGy时,其凝胶含量与硬PVC的拉伸强度、硬度的关系,同时测定了辐照剂量在100kGy时的Tg,并通过FTIR分析证实了通过电子束辐照的方法能够有效地避免降解反应的发生。
辐照交联聚氯乙烯耐磨电线和电缆的开发

辐照交联聚氯乙烯耐磨电线和电缆的开发介绍了普通PVC电缆料和XLPVC的性能差异及XLPVC绝缘线缆的应用领域,详述了产品的关键技术,编制了产品的企业标准,简述了产品的技术和生产现状,试制了样品线,检测了样品性能,通过了专家的投产鉴定,综合性能达到国内领先水平标签:辐照;交联聚氯乙烯;耐磨;电线0 引言PVC电缆料具有良好的电气绝缘性,较好的机械强度、阻燃、性价比高等特点,作为护套和绝缘已获得广泛应用。
由于PVC本身结构上的缺陷,不能满足一些特殊场合的使用要求。
XLPVC与非交联普通PVC相比,具有很多优点:工艺挤出性相近,耐热性提高,热变形性能大大提高;短路温度从160℃提高到250℃;机械强度提高了20%~50%,永久变形降低30%~50%;可制得与橡胶一样柔软而富有弹性的材料;阻燃性能提高,易制得高氧指数材料;表面硬度增加,使电缆耐刮磨性能提高。
绝缘布电线是远东电缆的品牌产品,有着丰富的生产经验和广阔的市场前景,在普通布电线领域占据了很大市场,但缺少在特殊场合使用的特种布电线。
105℃XLPVC耐磨电线和电缆的开发可以增补远东电缆在特种布电线产品领域的空白,拓展布电线在高端电缆领域的市场。
所以,远东电缆有限公司把105℃XLPVC耐磨电线和电缆列入到2014年度新产品开发计划。
1 产品的关键技术本产品的关键技术是XLPVC绝缘料的配方技术、绝缘粒料加工技术和辐照工艺技术。
1.1 XLPVC绝缘料的配方技术XLPVC绝缘料在普通PVC电缆料的性能基础上,增加了200℃下的热延伸性能要求、提高了热失重条件要求(130℃,240h)。
为满足XLPVC绝缘料的高耐热、高机械性能、高耐磨等特性,配方设计过程中需要从树脂、稳定剂体系、增塑剂体系与敏化剂的选用及配比上进行优化,以满足配方性能要求。
设计具有良好加工性能和物理机械性能的电缆料配方的首要问题是选用合适的PVC树脂,PVC聚合度越高,制品的拉伸强度、冲击强度和弹性模量越高,耐热耐寒性越好;但其熔体流动性与可塑性下降,加工温度增高,在考虑树脂的综合性能下,本文选用SG-3型树脂;PVC电缆料中常用的稳定剂有复合铅盐和钙/锌类复合稳定剂等,但是复合铅盐和钙/锌类复合稳定剂在辐照和老化过程中还达不到良好的保护作用,本文选用三盐和二盐直接复配来满足高温老化要求;软PVC电缆料配方中增塑剂体系可以依据耐温等级不同选用邻苯二甲酸类、对苯二甲酸类、环氧大豆油类和偏苯三酸三辛酯类等,为了保证XLPVC电缆料的高耐热性能,本文选用偏苯三酸三辛酯和环氧大豆油来配合使用;氯化聚乙烯交联敏化剂常用TAIC和TMPTMA,TAIC分子量要明显小于TMPTMA,PVC在辐照过程中的老化程度要大于CPE的热硫化,为保证交联效果,本文选用TMPTMA作为XLPVC敏化剂,同时,敏化剂用量对XLPVC的交联程度有较大影响,为达到较好的交联效果,通过一系列小样对比试验来调节敏化剂用量。
辐照交联聚氯乙烯绝缘电线电缆的应用及开发

为 了 地 球 上 的 生 命 , 请 保 护 好 自 然 环 境
题提出了作者的看法。
关键词: 聚氯乙烯; 辐照交联; 特点; 应用; 开发现状
中图分类号: TM 246. 2
文献标识码: A
文章编号: 167226901 (2004) 0320013202
Appl ica tion and developm en t of irrad ia tion cured PVC in sula ted w ire and cable ZHAN G Zhao 2w en
上海科大共同完成的, 随后上海电缆研究所也研制 出性能更加完善的 XL PV C 料。 近几年已有几家材 料厂家开始少量生产。 4. 2 辐照交联聚氯乙烯线缆的开发
目前已开发的 XL PV C 线缆产品主要有: (1) 装置 和 机 器 配 线 (符 合 UL 1429, 1430, 1431, 1672 等) ; (2) XL PV C 绝缘汽车线; (3) XL PV C 绝缘 XL PV C 护套电视机高压引 接线。 4. 3 存在的几个问题 (1) 目前国内市场开发力度不够, 未能尽快打 开市场。 (2) 目前国内电线电缆辐射加工企业的加速器 多为 2M eV 以上的电子加速器, 而 XL PV C 线缆产 品多为小直径、薄绝缘产品, 且辐照剂量小, 使用小 能量 (1. 5M eV 以下) 电子加速器更为适宜。 广东电缆厂自 1994 年由美国 RD I 公司引进了 2. 5M eV、50mA 电子加速器以来, 已先后开发了十 几种辐照交联电线电缆产品, 经济效益显著, 开机率 几乎达到百分之百。为了满足市场需要, 同时瞄准辐 照交联小线 (XL PV C 及辐照交联聚烯烃) 的市场前 景, 我厂于 2002 年又从韩国 Eb2T ech 公司引进了 一台 1. 5M eV、30 kW 电子加速器。该机是集俄罗斯 绝缘芯变压器型加速器及韩国三星电子的自动控制 技术及改进真空技术为一体, 自动化程度高, 可与美 国 RD I 公司生产的控制系统相媲美, 但维修更方 便, 特别适宜生产 XL PV C 电线电缆产品。
辐照交联PVC电缆料(Radiation cross-link PVC c.

辐照PVC电缆料用编织袋(内衬PE袋)包装,运输中避免日晒雨 淋,储存在清洁、阴凉、干燥、通风厂房内。
2.5
氧指数(Oxygen index):≥%
30
热冲击(Heat shock):136℃×1hr
不开裂(No crack)
冷弯(Cold bend):-10℃×1hr
不开裂(No crack)
熔损(Melt test):
(沾锡)不熔损(No melt)
老化温度(Aging temperature):℃
应 用
适合UL758中各种电子线的制造 能
规 范 值
拉伸强度(Tensile strength):≥MPa
10.3
断裂伸长率(Elongation at break):≥%
100
耐压(水中)(High voltage test): KV/mil
2.0
火花试验(Spark test):KV/0.15sec
136
老化时间(Aging time):hr
168
拉伸强度残率(Tensile strength retention):≥%
70
伸率残率(Elongation retention):≥%
65
辐照剂量: 6Mrad.
应用加工
工 艺
辐照交联PVC电缆料,以Φ65挤出机为例,理想的熔体温度范 围为160~180℃,加热区应为135~175℃。开机前仔细检查一下模头温度(理想的温度为170℃), 避免烧焦或塑化不良、偏心等现象。
<16>辐照交联PVC电缆料(Radiation cross-link PVC compound)
说 明
深圳市鹏展塑胶有限公司生产的辐照交联PVC电缆料,是以优质PVC树脂为基材,加入特 殊的增塑剂、稳定剂、交联剂等,经过精心配制加工而成,具有热稳定性好、加工容易、制品表 面光滑的特点,制成的电线热回缩小。
一种辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管及其制作方法

一种辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管及其制作方法随着科技的不断发展,各种新型材料的出现给人们的生活带来了诸多便利。
其中,辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管作为一种新型材料,具有许多优良特性,被广泛应用在电力、电器、通信、航空航天等领域。
本文将对辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管及其制作方法进行介绍。
一、辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管的特性1.高温抗老化性能:辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管能够在-55°C至105°C的温度范围内长期使用,具有良好的抗老化性能,适用于各种复杂环境。
2.耐化学腐蚀性能:该材料对酸碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性能,能够保护电缆、线束等设备免受外界腐蚀。
3.优异的机械性能:辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管具有高的拉伸强度和弹性模量,能够承受较大的机械应力。
4.良好的绝缘性能:该材料具有良好的电气绝缘性能,能够有效保护电缆、线束等设备。
二、制作方法1.材料准备:选择高质量的聚乙烯原料,通过氯磺化反应将其转化为氯磺化聚乙烯,然后通过辐照交联工艺进行交联处理。
2.挤出成型:将经过交联处理的氯磺化聚乙烯塑料颗粒放入挤出机中,经过高温高压的挤出成型,得到直径较大的原始管坯。
3.螺旋切割:利用螺旋切割机将原始管坯切割成一定长度的管段。
4.热缩成型:将切割好的管段置于恒温热风箱中,通过加热使其热缩,形成最终的热缩套管产品。
5.成品检验:对成品热缩套管进行外观检验、尺寸检测、机械性能测试、绝缘性能测试等,确保产品质量符合标准要求。
三、结语辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管作为一种新型材料,具有诸多优良特性,制作方法简单可行。
在实际应用中,可根据具体需求选择不同规格的热缩套管产品,以实现对设备的有效保护和绝缘。
未来,随着技术的进步和市场的需求,相信辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管将迎来更广阔的发展前景。
四、应用领域拓展除了电力、电器、通信、航空航天等领域,辐照交联型氯磺化聚乙烯热缩套管在其他领域也有着广泛的应用前景。
辐照交联聚乙烯配方

辐照交联聚乙烯配方摘要:一、辐照交联聚乙烯简介1.辐照交联聚乙烯的概念2.辐照交联聚乙烯的特点二、辐照交联聚乙烯配方1.原材料的选择a.聚乙烯b.辐照源c.交联剂2.配方比例a.聚乙烯与交联剂的比例b.辐照剂量3.制备过程a.原材料的混合b.辐照处理c.成品加工三、辐照交联聚乙烯的应用领域1.电线、电缆绝缘材料2.管材3.薄膜4.其他领域四、辐照交联聚乙烯的发展趋势与展望正文:辐照交联聚乙烯是一种高性能的聚合物材料,具有优异的电气性能、化学稳定性和热稳定性。
它通过辐照交联技术,使聚乙烯分子间形成三维网络结构,从而提高其性能。
辐照交联聚乙烯广泛应用于电线、电缆绝缘材料、管材、薄膜等领域。
一、辐照交联聚乙烯简介辐照交联聚乙烯,简称XLPE,是一种采用辐照交联技术对聚乙烯进行改性的高性能聚合物材料。
通过辐照交联,聚乙烯分子间形成三维网络结构,使其具有更好的物理、化学和电气性能。
二、辐照交联聚乙烯配方1.原材料的选择辐照交联聚乙烯的主要原材料是聚乙烯(PE)、辐照源(如钴-60 或电子加速器)和交联剂。
其中,聚乙烯的选择对材料的性能起着关键作用;辐照源用于对聚乙烯进行辐照处理;交联剂可以提高聚乙烯的交联度。
2.配方比例辐照交联聚乙烯的配方中,聚乙烯与交联剂的比例至关重要。
合适的比例能够使材料既具有良好的加工性能,又具有优良的性能。
辐照剂量也会影响材料的性能,一般情况下,辐照剂量越高,材料的交联度越高,性能越好。
3.制备过程辐照交联聚乙烯的制备过程主要包括原材料的混合、辐照处理和成品加工。
首先将聚乙烯、交联剂和辐照源进行混合,然后对混合物进行辐照处理,最后将辐照后的材料进行成品加工,如挤出、注塑等。
三、辐照交联聚乙烯的应用领域辐照交联聚乙烯具有优异的性能,广泛应用于以下领域:1.电线、电缆绝缘材料:辐照交联聚乙烯作为绝缘材料,具有良好的电气性能、耐热性和化学稳定性,适用于各类电线、电缆的绝缘层。
2.管材:辐照交联聚乙烯管材具有优异的耐压性、耐热性和化学稳定性,适用于输送各种气体、液体和化学品的管道系统。
聚氯乙烯的辐射交联

聚氯乙烯的辐射交联朱志勇,张勇,张隐西摘要:PVC经交联后,其热性能、电性能、机械性能均大幅度提高,材料使用耐温等级亦相应提高.与传统的化学交联相比,采用高能电子射线进行的辐射交联方法具有产品质量好、生产工艺简单、生产效率高、能耗低、环境污染小等优点.文中综述了在多官能团单体交联剂存在下,以高能电子射线对PVC进行辐射交联的基本原理、交联产品的性能及交联生产的工艺特点,比较了辐射交联与化学交联之间的优缺点,总结了近年来PVC辐射交联技术在理论及工业应用中的最新进展,并介绍了辐射交联PVC材料在电线电缆、建筑材料等领域的应用。
关键词:聚氯乙烯;辐射;交联分类号:O 644.2Radiation Crosslinking of PVCZhu Zhiyong,Zhang Yong,Zhang YinxiSchool of Chemistry and Chemical Technology, Shanghai JiaotongUniversity, ChinaAbstract:The radiation crosslinking of plasticized polyvinyl chloride (PVC) was reviewed, which includes fundamental principles of crosslinking reaction, characteristics of crosslinked products, handling technology in industrial processing and advantages of radiation crosslinking over chemical crosslinking methods. The latest development of PVC radiation crosslinking in theory and industry application was summarized. The uses of radiation crosslinked PVC materials in some fields, such as wire and cable insulation, construction materials etc., were also introduced.Key words:polyvinyl chloride; radiation ;crosslinking聚氯乙烯(PVC)是一种用途广泛的通用塑料,它成本低廉,成型方便,力学性能优异,耐腐蚀,电绝缘性优良,表面印刷性好,广泛应用于建筑、轻工、化工、电器、电线电缆等领域.PVC材料的主要缺点在于耐温性差,耐候性、耐磨性也较差,并且增塑剂的析出使得老化性能变劣,限制了PVC在苛刻条件下的使用,也不能满足某些特种线缆的要求.交联是克服这些缺点的有效途径之一.PVC材料交联后,耐温等级显著提高,耐老化性、耐候性、耐磨性、耐化学性也同步提高,综合性能大大增强.PVC 交联主要有化学交联和辐射交联两种.与化学交联相比,辐射交联工艺简单,能耗低,产率高,无污染,具有更广泛的工业应用前景.普通PVC材料在辐射作用下并不交联,主要发生脱氯化氢反应与降解反应,产生共轭双键使产品变色.1959年,Pinner与Miller首先发现,多官能团不饱和单体能够强化PVC辐射下的交联反应,从而使PVC辐射交联成为可能.多年来,大量研究逐步揭示了PVC辐射交联中的反应原理及结构变化,并已经能够控制辐射交联PVC产品的结构与性能,使PVC 的辐射交联技术已日臻成熟[1~3].近年来,聚合物辐射加工技术及电子加速器技术的进步使PVC辐射交联技术得到进一步发展.目前,国外已有辐射交联PVC产品批量生产,国内也有小批量生产.1 辐射交联原理PVC辐射交联一般以Co60源γ射线或高能电子射线为辐照源,多官能团不饱和单体为交联剂,通常为(甲基)丙烯酸酯类,包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、一缩二乙二醇二丙烯酸酯(DGDA)、三烯丙基异氰酸酯(TAIC)等.交联反应为自由基反应,PVC在辐射作用下C—Cl键断裂形成自由基活性中心,多官能团不饱和单体在辐射引发下优先产生自由基并自聚,同时接枝到PVC长链自由基上,形成H或Y型交联网络,基本的交联结构为PVC—(交联—PVC.剂)xPVC辐射交联反应过程受下列多种因素影响[4~7]:(1) 辐射剂量.通常30~40 kGy的辐照可以保证获得足够的凝胶含量.辐照剂量超过75 kGy时已交联的PVC开始降解.(2) 辐照温度.提高辐照温度可以使交联反应速度加快,但同时降解与脱HCl反应也加速,使交联结构复杂化,交联产品性能劣化.(3) 反应氛围.空气中的氧气能猝灭自由基,抑制交联反应,辐照最好在氮气保护下进行.(4) 交联剂.通常TMPTMA的交联效率优于TMPTA、TAIC等其他交联剂.加大交联剂用量也可以使凝胶含量上升,但要保证足够的相容性.(5) 增塑剂、填料与加工助剂.大用量的增塑剂、填料会使凝胶含量与交联密度下降.大多数稳定剂、抗氧化剂、防老剂等作为自由基抑制剂不利于交联.此外,PVC的相对分子质量、取向、反应压力等条件也影响交联过程.PVC的辐射交联是非常复杂的反应,主要包括PVC交联、降解、脱HCl 等.各种因素对PVC辐射交联的影响都是通过影响三者间的竞争关系来实现的.国内有关PVC交联的研究大多采用Charlesby-Pinner公式来对比交联与裂解的能力,从而衡量体系的交联效率:ln R(s+)=ln(a/q)+β ln R其中:R为辐照剂量;s为溶胶分数;a/q为裂解度与交联度的比值;β为常数.以lnR(s+)对lnR作图可以得出a/q的值,a/q值越小表示交联效率越高.但该公式在像PVC这样的多组分体系中不一定适用.2 交联产物性能三维网状交联结构的形成使PVC辐射交联后性能提高.主要表现[8,9]如下:显著提高;热稳定性同时上升;初(1) 热性能.玻璃化转变温度Tg始分解温度提高;热老化下的耐热寿命大大增加.PVC材料经辐射交联,使用耐温等级一般可以显著提高,使其应用范围大大拓宽,这是PVC材料辐射交联的最主要目的之一.(2) 力学性能.拉伸强度、模量上升;断裂伸长率下降;热老化后的力学性能保持率大大提高.PVC辐射交联后明显变脆,拉伸强度一般可提高5%~30%.(3) 电性能.体积电阻率增加;介电常数及介电损耗降低;耐击穿电压提高.其他如表面硬度、表面粘结力、耐增塑剂析出性、耐化学溶剂性、阻燃性等性能均有所提高.3 PVC辐射交联工艺目前聚合物的大规模工业化辐射加工技术日趋成熟,工业用的大型高能电子加速器电子能量超过5 MeV,电子束流为10~20 mA,辐射功率可达200 kW,能量可调并可随时关闭,具有良好的运行稳定性及可靠性,成本也不太高,广泛用于PVC的辐射加工.与常规的化学交联相比,采用辐射技术对PVC交联有以下优点[1,3]:(1) 产品质量好.辐射交联避免了化学交联中使用化学引发剂给产品电性能带来的不利影响.(2) 生产工艺简单.化学交联的温度、压力等条件苛刻,工艺的控制与调整比较困难.而辐射交联只需将含交联剂的PVC预成型品在高能电子加速器中辐照至合适剂量即可,工艺简单.采用辐射交联还可以只辐照产品的某些部位以满足产品不同部分的性能需要,这种交联的灵活性也是化学交联所无法比拟的.(3) 生产效率高.辐射交联很容易实现连续生产,生产效率很高.(4) 能耗低.尽管辐射交联单位能量价格要高于化学交联,但总能耗仍然低于化学交联.(5) 环境污染小.化学交联使用的有毒引发剂会产生环境污染.辐射交联则不会带来环境污染.以上几点使PVC的辐射交联法具有较高的质量价格比,再加上当今世界对于能源及环境问题的关注,使PVC的辐射交联法日益受到重视.但PVC辐射交联仍存在一些问题有待解决:(1) 辐射的均匀性.实用的交联产品需要产品各个部分交联程度一致,否则容易产生应力集中甚至应力开裂,影响产品寿命.因此PVC辐射交联时,为使产品各部位接受的辐射程度一致,在实际生产中应该采用严格的辐射剂量的测量与控制装置.另一方面,人们也设计了一些高效的辐射方式以提供实际生产中足够的辐射效率与交联均匀性.图1所示为电线电缆生产中几种实用的辐照方式,其中(a)、(b)、(c)三种方式最为常见,它们都只采用了一个电子加速器,而(d)方式主要用于对直径较大的电线电缆的辐照.图1 电线电缆生产中几种实用的辐照方式Fig.1 Some common radiation systems in cable and wiremanufacturing(2) 辐射射线穿入深度.目前高能电子加速器产生的高能电子射线对于单位密度样品的单面穿入深度不超过50 mm,限制了PVC辐射交联产品的形状及厚度.(3) 表面静电.采用高能电子射线对PVC进行辐射交联,PVC在接受辐射时会在表面产生静电积累,进而可能直接引发放电.同时,产品表面的静电积累也会吸附一些环境中的灰尘等微粒,从而影响产品的表面性能,尤其是表面电性能.4 PVC辐射交联材料的应用4.1 电线电缆用作电线、电缆的绝缘与护套材料是交联PVC的主要用途.辐射交联法与化学交联法相比具有很多优点,在电线电缆行业中得到广泛应用[10~12].PVC用作线缆绝缘层、护套层,经辐射交联后,线缆耐温等级可提高到105℃以上,其强度、柔韧性、耐老化性、耐热变形、耐磨性、耐化学溶剂性、耐候性等性能均有所提高,可应用于彩色电视机、汽车引擎、人造卫星、太空飞船等特殊领域,在一些场合甚至可以替代价格昂贵的聚四氟乙烯电线.表1是国内研制的某L-5型辐射交联PVC线缆与日本VM5240B型同类产品的主要性能对比.表1 L-5及VM5240B交联聚氯乙烯电线性能Tab.1 Properties of L-5 and VM5240B radiation crosslinked PVC wires注:κ1、κ2分别为加热老化136℃、168 h的位伸强度残留率及断裂伸长率残留率4.2 模塑料若PVC成型后再接受辐射则对PVC制品的形状与厚度产生限制,日本研制了一种已交联过的可用于模塑加工的PVC粒料[13],该产品以某多官能团不饱和单体DPCA-20为交联剂,经50 kGy电子射线交联,凝胶含量可达73.1%,材料具有良好的挤出模塑性能,可用来加工一些复杂制品.4.3 建筑材料辐射交联的PVC具有优异的尺寸稳定性、阻燃性、耐磨性及耐化学溶剂性,特别适用于作地板、门框、窗框、墙纸等建筑装璜材料.南非研制了一种新型辐射交联地板砖[14],该地板砖阻燃、耐化学侵蚀、热变形小、性能明显优于普通橡胶类地板砖,且成本比普通橡胶类地板砖低30%.PVC经辐射交联后,强度及表面加工性得到改善,可用作高档包装材料.同时辐射交联后热变形小,耐磨损,还可用作唱片基材等产品.5 结语PVC制品在我国的应用极为广泛,预计到2000年我国PVC树脂产量将超过200万t,近年内PVC材料将继续在建筑、通信及汽车领域保持强劲的增长势头.耐辐射交联PVC产品性能优异,且生产效率高,节省能源,无环境污染.随着人们对环境问题的关注及辐射技术的进步,PVC辐射交联技术必将越来越引起人们的注意.目前我国在这方面尚处于起步阶段,如何进一步提高辐照交联PVC凝胶含量和交联密度还有待研究.辐射交联PVC的耐热等级、力学性能还有待改善.辐射交联中使用的交联剂价格昂贵,如何结合我国塑料助剂的迅速发展,开发出各种高性能的辐射交联专用料,仍需要不断探索.PVC辐射交联的反应机理及各类加工助剂对交联反应的影响仍将是今后研究的重点.作者单位:朱志勇,张勇,张隐西(上海交通大学化学化工学院) 朱志勇:男,1975年生,硕士生.邮编:200240参考文献[1]Singh A, Silverman J. Radiation processing of polymers. In: Progress in Polymer Processing Series. V3. New York: Hanser Publishers, 1991[2]Dakin V I. Radiation induced network formation in poly (vinyl chloride)-polyfunctional monomer systems. Radiat Phys Chem,1996,48(3):343~348[3]朱光明.聚氯乙烯的辐射改性及其应用.现代塑料加工应用,1995,7(6):60~63[4]Bowmer T N, Davis D D, Kwei T K, et al. The radiation crosslinking of poly (vinyl chloride) with trimethylolpropane trimethacrylate (Ⅰ): dose dependence and the effects of thermal treatment. J Appl Polym Sci, 1981,26:3669~3688[5] 肖丽,郭林敏.影响聚氯乙烯辐照交联因素的研究.塑料,1995,24(4):20~23[6]Mendizabal E, Cruz L, Jasso C F, et al. Radiation crosslinking of highly plasticized PVC. Radiat Phys Chem, 1996,47(2):305~309[7]Sharma V K, Mahajan J, Bhattacharyya P K. Electron beam crosslinking of PVC insulation in presence of sensitizer additives. Radiat Phys Chem, 1995,45(5):695~701[8]Nethsinghe L P, Gilbert M. Structure-properties relationships of irradiation crosslinked flexible PVC(2): properties. Polymer, 1989,30:35~39 [9]Bataille P, Mahlous M, Schreiber H P. Some effect of irradiation on properties of filled PVC compounds. Polym Eng Sci, 1994,34(12):981~985 [10]Wiegand G. Radiation crosslinking of cable jackets and insulation. Gummi Fasern Kunststoffe, 1985,38(7):364~372[11]Scalco E, Moore W F. A new radiolytically crosslinkable poly (vinyl chloride) insulation for telecommunications wire. Radiat Phys Chem, 1983,21(4):389~396[12] 王铭钧,殷明,张和康.聚氯乙烯电线电缆料辐射交联的研究——增塑剂的影响.上海交通大学学报,1990,24(1):101~105[13]Suzuki Takanobu. Radiation-curable vinyl chloride resin compositions. Japan, JP 05156107 A2 22, Jun 1993.[14]du Plessis T A, Badenhorst F. Improvement of PVC floor tiles by Gamma radiation. Radiat Phys Chem, 1988,31:747~751收稿日期:1997-12-31。
聚氯乙烯辐射交联改性及应用

步地交 联 , 应过 程如下 ; 反
三 、V P C辐射 交 联 机理
聚 台物辐射 交联 就是 将 聚台物 置于辐 射场 中 , y射 线 、 射 线 、 在 电子 束 等高 能 射 线 的作
用交 联 方法 可 以克服这 些 缺点 , 高 聚氯 乙烯 提 产 品档 敬 。
~
c H— c} 一 H
Ct l
HCI ~
cH— cH' cH—
cl I
在 双键 a 上的 氯 原子 相 当 活 泼 , 位 辐射 能 量 吸收 与 否 , 它都 可 以进 一 步地 夺取 邻 近的氢
一
、
前 言
用 下 , 发 聚 合 物 发 生 一 系 列 的 化 学 反 应 , 聚 引 在
聚氯 乙烯 ( V ) 我 国使 用 最 早 、 量最 PC是 产 大、 应用 最广 的通用 塑 料 品种 之 一 由于 聚氯 乙烯具 有原 料易得 、 价格 低廉 、 成型性能 良好 等
合物 内部形 成 交 联 的 网 络结 构 。一般 认 为 , 纯
H c —C 一 — H H
l
—一
H I C +一
c 【 H+ H c } =c H一
随着反应 进 一步 地 进行 , 子 间 发 生 反应 分
形成 交联结 构 , 反应 过 程如下 :
C 】
一
C}
和断链 . 但化 学反应 复杂 . 加工 条件苛刻 。二琉
基。 嗪化 合 物 交 联 P C 共 聚/ 枝 导 入 易交 三 V, 接 联基 团都要经 过复 杂化 学反应 , 响条 件多 . 影 实 用价值 不大 。辐 射交 联 方 法交 联 效 率高 . 工艺 条 件 易 于控 制 , 之挤 出工 序 和交 联 工序 分 开 加 的特点 , 使得辐 射交联 方法 得到 广泛应用 。
聚氯乙烯辐照交联

Irradiation cross-linked PVC compound
1、 产品型号、用途 ⅰ、Type and application
牌号 Type
名称 Product
用途及电缆规范 Application and Cable Specification
1151 1152 2、 产品说明
Packaging:25kg/bag, PE membrane inside bag and Kraft outside bag. Storage and transport: Avoiding in direct sunlight and weathering. The storage place should be in clean, cool, dry, and ventilated conditions. 6、产品性能
105℃辐照交联 PVC 绝缘料 105℃ Irradiation cross-linked PVC insulating compound 105℃辐照交联 PVC 护层料 105℃ Irradiation cross-linked PVC jacket compound
线芯工作温度 105℃辐照交联 PVC 电线电缆用绝缘料 Used for irradiation cross-linked cables and wires which working temp. of conductor is 105℃
20℃体积电阻率 Volume Resistivity, at 20℃
工作温度时
体积电阻率 Volume Resistance at working temperature
试验温度 Temperature
辐照交联聚乙烯绝缘控制电缆

辐照交联聚乙烯绝缘控制电缆本产品适用于交流额定电压450/750V及以下有阻燃要求的控制、监控回路及保护线路等场合,作控制连接线。
一、生产执行标准采用企业标准二、使用条件1、额定电压U0/U为450/750V;2、电缆导体的长期允许工作温度为90℃;3、电缆的敷设温度不低于0℃,无铠装层的电缆允许弯曲半径应不小于电缆外径的6倍;有铠装结构的电缆,应不小于电缆外径的12倍。
4、适用于有阻燃要求的场合。
三、型号名称(选型服务电话:0550-*******)四、产品特点①进一步提高电缆的工作温度范围:-40℃~105℃,短时间内可达到125℃②结构简单,安装敷设方便③性价比好五、规格范围、结构、性能①电缆的规格范围②系列规格的导体结构形式和技术参数注:导体表面应光洁、无油污、无损伤的毛刺、锐边以凸起或断裂的单线③电缆的绝缘层厚度及性能要求⒈用阻燃型90辐照交联聚乙烯料,绝缘厚度标称值应符合下表规定注:绝缘线芯能经受交流50Hz火花的试验作为中间检查,试验电压为6KV绝缘线芯采用数字标志(符合GB6995规定)⒉辐照后的交联聚乙烯绝缘线芯,应符合下表的特殊性能试验要求⒊成缆时,绝缘线芯间采用阻燃聚丙烯绳填充线芯外绕包玻璃丝纤维带铜带屏蔽采用0.05~0.15mm的软铜带重叠绕包铠装按GB2952规定要求⒋护套采用氧指数不小于31的阻燃料挤制而成(护套厚度标称值,在后续产品中按产品规格规定)六、电气、机械、物理性能试验指标要求①电缆应参照下表规定的工频交流电压试验②绝缘的机械物理性能应符合下表规定③护套的物理机械物理性能应符合下表规定④成束电缆燃烧试验按GB12666标准规定进行试样类别、试验条件、性能要求应符合下表规定。
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Irradiation cross-linked PVC compound
1、 产品型号、用途 ⅰ、Type and application
牌号 Type
名称 Product
用途及电缆规范 Application and Cable Specification
1151 1152 2、 产品说明
3、 辐照剂量
辐照交联 PVC 电缆料的辐照剂量一般为 6-8 Mrad。注意:白色本色料不宜直接辐照,可能会引起一定变色,需加
入白色母后生产。
ⅲ、Irradiating dosage
The normal irradiating dosage of irradiation cross-linked PVC compound is 6-8 mega-rad.
线芯工作温度 105℃辐照交联 PVC 电线电缆用护层料 Used for irradiation cross-linked cables and wires which working temp. of conductor is 105℃
电线电缆用辐照交联聚氯乙烯是以聚氯乙烯树脂为基料,加入特殊增塑剂、稳定剂、交联剂等其他特殊助剂,经特
chlorinated alkanes free, phthalate free, and etc.), sub-shine and fog surface, low temperature resistant, PS/ABS transfer
proof, rodent-repellent, termite-repellent, and transparent, and etc.
Non-special requirements of equipment and processing are needed.
推荐挤出机各区点设定温度如下:
The following temperature(℃) profile of extruder is recommended
区点 Zone 温度 Temperature ℃
175
Elongation Under Load
热老化 Thermal Aging
热老化温度 Aging Temperature
℃
136±1
热老化时间 Aging Time
h
168
抗拉强度保留率 Retention of Tensile Strength
≤%
﹢80
断裂伸长率保留率
Retention of Elongation at ≤ %
20℃体积电阻率 Volume Resistivity, at 20℃
工作温度时
体积电阻率 Volume Resistance at working temperature
试验温度 Temperature
体积电阻率 Volume Resistance
≥ Ω ﹒m ℃
≥ Ω ﹒m
介电强度 Dielectric Strength
105℃辐照交联 PVC 绝缘料 105℃ Irradiation cross-linked PVC insulating compound 105℃辐照交联 PVC 护层料 105℃ Irradiation cross-linked PVC jacket compound
线芯工作温度 105℃辐照交联 PVC 电线电缆用绝缘料 Used for irradiation cross-linked cables and wires which working temp. of conductor is 105℃
processing with adding plasticizer, stabilizing agent, cross-linking agent and other special agents. The products meet
various special requirements, such as different hardness, UV stable, environment friend (RoHs, REACH, PAHs,
+75
Break
注:以上性能为辐照交联后的性能。
Note: The above data are the compound properties after irradiated.
15.0 180 -20 1.0×108
18 50 120 26 175
136±1 168 +80 +70
4、加工工艺
采用一般挤出机加工,普通 PVC 螺杆 L/D≥ 20,无特殊的设备和工艺要求。
ⅳ、It is recommended that compound should be processed with common extruder having a minimum L/D ratio of 20.
Packaging:25kg/bag, PE membrane inside bag and Kraft outside bag. Storage and transport: Avoiding in direct sunlight and weathering. The storage place should be in clean, cool, dry, and ventilated conditions. 6、产品性能
殊工艺加工而制得的粒状料。产品系列化:可增加不同硬度、耐候耐紫外线、环保(RoHs、REACH、PAHs、无氯
化烷烃、无邻苯类等)、亚光雾面、耐低温、耐 PS/ABS 迁移、防鼠咬、防白蚁、透明等各种特殊性能。
ⅱ、Irradiation cross-linked PVC compound for cables and wires, based on PVC resin, is made into granula by special
1区 Zone 1
140
2区 Zone 2
160
3区 Zone 3
170
4区 Zone 4
175
机头 Head
180
模头 Die
175
5、储存与运输
包装:25kg 一袋,聚乙烯薄膜内袋,牛皮纸复合袋外包装。
运输与储存:电缆料在运输过程中不应受日晒雨淋,应储存在清洁、阴凉、干燥、通风的仓库内。
Ⅴ、Storage and transport
≥ MV/m
-15 1.0×1011
95±1 1.0×108
20
热变形
≤%
40
Hot Deformation
200℃热稳定时间
Thermal Stability Time
≥ min
120
at 200℃
氧指数
≥%
28
Oxygen Index
热延伸 负载下伸长率
Thermal Prolongation
≤%
Note: For the compound would be coloured if the white and nature colour compound were irradiated directly, the
compound need add white colour masterbatch before processing.
ⅵ、Properties
表 Table
试验项目 Item
单位 Unit
标准值 Standard Value
1151
1152
抗拉强度
≥ MPa
16.0
Tensile Strength
断裂伸长率
≥%
150
Elongation at Break
冲击脆化温度
≤℃
Impact Brittleness Temperature