聚乙烯的交联改性分析
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对于交联聚乙烯而言，正是因为其具有独特的三维网 状分子结构，使其具有更加出色的性能。
最初研发交联聚乙烯时，其目的是在高温环境下获得更长的使用 寿命。此外，与未交联的聚乙烯相比，交联聚乙烯还具有： ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 更好的抗蠕变性能 更好的耐老化性能 更好的耐化学腐蚀性能 更好的耐磨性能 更好的抗冲击性能 更好的抗裂纹快速扩散性能（甚至在低温条件下） 更好的耐环境应力开裂性能 突出的抗裂纹慢速增长性能
PE的高能辐照交联
辐射交联法（PE-Xc）是通过β射线或γ射线照射已成 型产品，使聚乙烯分子间形成C-C交联键。所得制品纯净， 电气性能优越，但辐射发生装置昂贵，辐射线穿透能力有 限，不适宜制作厚壁制品或结构复杂的制品，多用于电缆 料、热收缩管和特种薄膜的生产。
PE的高能辐照交联的方法
PE是一种典型的可辐射交联聚合物。伹如何加速辐射 交联、抑制副反应、降低达到所需凝胶含量时的辐照剂量 （也就是PE 的敏化辐射问题）已成为当前研究的重点。 解决PE敏化辐射问题的一般方法是在PE中加入增敏剂 和敏化剂（也有人将增敏剂和敏化剂统称为敏化剂或增感 剂），或者改变辐照气氛(如在乙炔、四氟乙烯气氛中）。
引发剂
硅烷接枝交联PE常用的引发剂为DCP，其分解温度及
半衰期都能满足PE 树脂与有机硅单体熔融接枝反应条件。
当其它条件一定的情况下，随着DCP用量的增加， PE接枝 效率有所变化。DCP的用量一般为0. 05-0. 5份。
交联剂
交联剂一般采用乙烯基不饱和硅垸作为交联剂，包括 乙烯基三甲氧基硅垸和乙烯基三乙氧基硅烷。交联剂用量一 般在0.5-4份之间。
接枝/交联工艺
影响PE硅烷接枝的主要工艺因素是挤出温度和挤出速度。接枝反 应的速度主要取决于接枝引发剂的分解速度，而接枝引发剂的分解速 度又强烈地依赖于挤出温度。随着温度升高，引发剂的半衰期降低， 提高挤出温度有利于提高接枝反应速度。但挤出温度过高，硅烷单体 挥发，降低了接枝率。PE硅烷接枝反应温度一般控制在190-210℃ 之 间。挤出机转速决定物料在挤出机中停留的时间（反应时间）和混合 效果。停留时间太短，过氧化物分解不完全，降低接枝率，残留过氧 化物会直接影响接枝料的长期稳定性以及制品的成型性和外观。停留 时间过长，挤出物料的黏度增加而影响加工性能。一般来说，工艺上 要求PE在挤出机中的平均停留时间应控制在引发剂分解半衰期的5-10 倍。喂料速度不仅对滞留时间有一定影响，而且喂料速度不同，螺槽 的填充程度不同，因而影响螺杆对物料的混合和剪切作用。喂料过快， 挤出的物料出料不均匀，表面不光滑，呈竹节状，工艺性能差。喂料 太慢，经济性不合算。
交联催化剂
交联催化剂最常用的催化剂是二月桂酸二丁锡酯 （DBDTL)，其用量为0.02-〜0.15份。加入交联催化剂一般 有两种形式，一种是直接加人到PE料中或者以母料形式加 入；另一种是在制品的外表面涂上一层催化剂。第一种方法 使用较多。
阻聚剂
阻聚剂在硅垸接枝和交联过程中不可避免地发生很 多副反应，这些副反应对交联PE的加工和储存不利，所以 应尽量减少这类反应的发生。为了降低这些副反应，采取的 途径是在接枝过程中加入复配阻聚剂。
聚乙烯的交联改性
十 ③ 組
交联聚乙烯的特点
现代塑料具有非常优异的物理性能，只是受其相对较差 的耐热性能的影响，在许多应用领域中使用寿命仍然有限。
PE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，限制了它在许多领域的应用。 为了改善 PE 的耐热和力学性能，行之有效的方法是对其进行交联 改性。
交联聚乙烯的改性方法
改性方法
PE的硅烷交联 PE的高能辐照交联
PE的过氧化物交联
PE的紫外光照交联
PE的硅烷交联
硅垸交联PE以PE为基础树脂，由硅垸为桥键材料，在聚合物大分子链间形成化 学共价键以取代原先的范德华力，使分子构成三维立体网络。硅垸交联PE的制备包含
接枝和交联两个阶段。在接枝阶段，过氧化物引发剂受热分解形成初级自由基，初级
抗氧剂
抗氧剂若在接枝之前加入，会对硅垸接枝反应产生 明显影响，尤其是自由wk.baidu.com的捕获剂类型的抗氧剂，因为它们 会捕获PE自由基，抑制接枝反应。所以接枝过程中抗氧剂 的添加要慎重，应选择合适的抗氧剂。常用的抗氧剂有抗氧 剂330、168、1010、RD及其它芳香胺类稳定剂，也可采用 复配抗氧剂。一般抗氧剂含量不大于1份。
影响硅垸接枝交联PE的因素
基础树脂
引发剂
交联剂
抗氧剂
交联催化剂
阻聚剂
接枝/交联工艺
基础树脂
烯烃的均聚物和共聚物都可被不饱和硅垸接枝交联。不同PE因其结构 不同，接枝前后熔体流动速率下降的程度是不同的。具体生产中，单独的一种 树脂很难满足综合性能要求，通常采用几种树脂共混的办法来调节树脂的基本 特性，以希望达到预期的PE 交联制品。另外，硅烷接枝对聚合物的含水量有严 格要求。硅垸遇到聚合物中的水分会发生水解并产生预交联，将严重影响产品 的质量。所以聚合物在使用前要进行干燥处理。
硅烷交联工艺的优点
◆ 硅烷交联方式无需高昂的设备投入，诸如电子加速器， 连续硫化设备等。 ◆ 硅烷交联技术可获得较高的挤出速度，并能减少开机 阶段产生的废料。 ◆ 三维网状分子结构可保证在相对较低的交联度下的物 理机械性能。 ◆ 耐老化能力要优于过氧化物或辐照交联产品。 ◆ 技术简单且稳定的硅烷交联方式可以应用于较大范围 的复合物加工，包括填充矿物成份的产品。
自由基夺取PE大分子链上的H原子形成PE大分子自由基，该自由基与乙烯基三烷氧基 硅烷CH2= CH—Si(OR)3中的乙烯基进行加成反应，形成PE接枝硅垸活性大分子。该
活性大分子通过夺取PE中的H原子实现链转移得到PE接枝硅垸产物（接枝料A)。在交
联阶段，PE接枝硅烷产物在有机锡类催化剂的作用下水解生成硅醇，硅醇通过脱水或 脱醇形成PE硅垸交联产物。
硅垸接枝交联PE主要有"两步法"和"一步法"两种生产工艺。
起源于M0n0sil技术，它是通过特制的精密计量系统， 将原料一次性进入专门设计的反应挤出机中，一步 完成接枝和成型的工艺。
一步法
两步法
来源于道康宁公司的Sioplase技术。第一步是硅烷接 枝PE粒料和催化母料的混炼挤出制备，第二步是接 枝PE粒料和催化母料与PE—起挤出成型，制品在热 水或低压蒸汽下进行交联。
最初研发交联聚乙烯时，其目的是在高温环境下获得更长的使用 寿命。此外，与未交联的聚乙烯相比，交联聚乙烯还具有： ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 更好的抗蠕变性能 更好的耐老化性能 更好的耐化学腐蚀性能 更好的耐磨性能 更好的抗冲击性能 更好的抗裂纹快速扩散性能（甚至在低温条件下） 更好的耐环境应力开裂性能 突出的抗裂纹慢速增长性能
PE的高能辐照交联
辐射交联法（PE-Xc）是通过β射线或γ射线照射已成 型产品，使聚乙烯分子间形成C-C交联键。所得制品纯净， 电气性能优越，但辐射发生装置昂贵，辐射线穿透能力有 限，不适宜制作厚壁制品或结构复杂的制品，多用于电缆 料、热收缩管和特种薄膜的生产。
PE的高能辐照交联的方法
PE是一种典型的可辐射交联聚合物。伹如何加速辐射 交联、抑制副反应、降低达到所需凝胶含量时的辐照剂量 （也就是PE 的敏化辐射问题）已成为当前研究的重点。 解决PE敏化辐射问题的一般方法是在PE中加入增敏剂 和敏化剂（也有人将增敏剂和敏化剂统称为敏化剂或增感 剂），或者改变辐照气氛(如在乙炔、四氟乙烯气氛中）。
引发剂
硅烷接枝交联PE常用的引发剂为DCP，其分解温度及
半衰期都能满足PE 树脂与有机硅单体熔融接枝反应条件。
当其它条件一定的情况下，随着DCP用量的增加， PE接枝 效率有所变化。DCP的用量一般为0. 05-0. 5份。
交联剂
交联剂一般采用乙烯基不饱和硅垸作为交联剂，包括 乙烯基三甲氧基硅垸和乙烯基三乙氧基硅烷。交联剂用量一 般在0.5-4份之间。
接枝/交联工艺
影响PE硅烷接枝的主要工艺因素是挤出温度和挤出速度。接枝反 应的速度主要取决于接枝引发剂的分解速度，而接枝引发剂的分解速 度又强烈地依赖于挤出温度。随着温度升高，引发剂的半衰期降低， 提高挤出温度有利于提高接枝反应速度。但挤出温度过高，硅烷单体 挥发，降低了接枝率。PE硅烷接枝反应温度一般控制在190-210℃ 之 间。挤出机转速决定物料在挤出机中停留的时间（反应时间）和混合 效果。停留时间太短，过氧化物分解不完全，降低接枝率，残留过氧 化物会直接影响接枝料的长期稳定性以及制品的成型性和外观。停留 时间过长，挤出物料的黏度增加而影响加工性能。一般来说，工艺上 要求PE在挤出机中的平均停留时间应控制在引发剂分解半衰期的5-10 倍。喂料速度不仅对滞留时间有一定影响，而且喂料速度不同，螺槽 的填充程度不同，因而影响螺杆对物料的混合和剪切作用。喂料过快， 挤出的物料出料不均匀，表面不光滑，呈竹节状，工艺性能差。喂料 太慢，经济性不合算。
交联催化剂
交联催化剂最常用的催化剂是二月桂酸二丁锡酯 （DBDTL)，其用量为0.02-〜0.15份。加入交联催化剂一般 有两种形式，一种是直接加人到PE料中或者以母料形式加 入；另一种是在制品的外表面涂上一层催化剂。第一种方法 使用较多。
阻聚剂
阻聚剂在硅垸接枝和交联过程中不可避免地发生很 多副反应，这些副反应对交联PE的加工和储存不利，所以 应尽量减少这类反应的发生。为了降低这些副反应，采取的 途径是在接枝过程中加入复配阻聚剂。
聚乙烯的交联改性
十 ③ 組
交联聚乙烯的特点
现代塑料具有非常优异的物理性能，只是受其相对较差 的耐热性能的影响，在许多应用领域中使用寿命仍然有限。
PE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，限制了它在许多领域的应用。 为了改善 PE 的耐热和力学性能，行之有效的方法是对其进行交联 改性。
交联聚乙烯的改性方法
改性方法
PE的硅烷交联 PE的高能辐照交联
PE的过氧化物交联
PE的紫外光照交联
PE的硅烷交联
硅垸交联PE以PE为基础树脂，由硅垸为桥键材料，在聚合物大分子链间形成化 学共价键以取代原先的范德华力，使分子构成三维立体网络。硅垸交联PE的制备包含
接枝和交联两个阶段。在接枝阶段，过氧化物引发剂受热分解形成初级自由基，初级
抗氧剂
抗氧剂若在接枝之前加入，会对硅垸接枝反应产生 明显影响，尤其是自由wk.baidu.com的捕获剂类型的抗氧剂，因为它们 会捕获PE自由基，抑制接枝反应。所以接枝过程中抗氧剂 的添加要慎重，应选择合适的抗氧剂。常用的抗氧剂有抗氧 剂330、168、1010、RD及其它芳香胺类稳定剂，也可采用 复配抗氧剂。一般抗氧剂含量不大于1份。
影响硅垸接枝交联PE的因素
基础树脂
引发剂
交联剂
抗氧剂
交联催化剂
阻聚剂
接枝/交联工艺
基础树脂
烯烃的均聚物和共聚物都可被不饱和硅垸接枝交联。不同PE因其结构 不同，接枝前后熔体流动速率下降的程度是不同的。具体生产中，单独的一种 树脂很难满足综合性能要求，通常采用几种树脂共混的办法来调节树脂的基本 特性，以希望达到预期的PE 交联制品。另外，硅烷接枝对聚合物的含水量有严 格要求。硅垸遇到聚合物中的水分会发生水解并产生预交联，将严重影响产品 的质量。所以聚合物在使用前要进行干燥处理。
硅烷交联工艺的优点
◆ 硅烷交联方式无需高昂的设备投入，诸如电子加速器， 连续硫化设备等。 ◆ 硅烷交联技术可获得较高的挤出速度，并能减少开机 阶段产生的废料。 ◆ 三维网状分子结构可保证在相对较低的交联度下的物 理机械性能。 ◆ 耐老化能力要优于过氧化物或辐照交联产品。 ◆ 技术简单且稳定的硅烷交联方式可以应用于较大范围 的复合物加工，包括填充矿物成份的产品。
自由基夺取PE大分子链上的H原子形成PE大分子自由基，该自由基与乙烯基三烷氧基 硅烷CH2= CH—Si(OR)3中的乙烯基进行加成反应，形成PE接枝硅垸活性大分子。该
活性大分子通过夺取PE中的H原子实现链转移得到PE接枝硅垸产物（接枝料A)。在交
联阶段，PE接枝硅烷产物在有机锡类催化剂的作用下水解生成硅醇，硅醇通过脱水或 脱醇形成PE硅垸交联产物。
硅垸接枝交联PE主要有"两步法"和"一步法"两种生产工艺。
起源于M0n0sil技术，它是通过特制的精密计量系统， 将原料一次性进入专门设计的反应挤出机中，一步 完成接枝和成型的工艺。
一步法
两步法
来源于道康宁公司的Sioplase技术。第一步是硅烷接 枝PE粒料和催化母料的混炼挤出制备，第二步是接 枝PE粒料和催化母料与PE—起挤出成型，制品在热 水或低压蒸汽下进行交联。