聚乙烯交联原理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3）偶氮交联
该方法是将偶氮化合物混入PE中，并在低于偶氮化合物分解温度挤出，挤出物通过一高温盐浴，偶氮化合物分解形成自由基，引发聚乙烯交联。一般用于熔融温度较低的柏胶类材料，对于塑料很少有实际应用。
聚乙烯交联方法与工艺
1，过氧化物交联法
XLPE选用过氧化二异丙苯(DcP)为交联剂，分解温度为132℃。HI)PE选用2，5～二叔丁基一2，5一二甲基乙烷(AD)为交联剂，分解温度为141℃。
需求方面，作为聚乙烯主要消费领域的塑料薄膜，由于其多应用于终端消费及运输环节，其需求的增长与国内整体经济形势的发展关系较大，基本维持着略高于国内GDP的增长，其增长势头稳定，存在需求刚性。从软包装薄膜产量统计来看，自2006年起平均以13%的速率递增，也印证了塑料薄膜的稳速增长。聚乙烯的另一个重要的消费领域是塑料管材，它的产量也随着我国城镇化步伐加快、市政管道建设项目增加的实施不断增加。未来几年，城镇供排水、燃气管道，以及城市地下电力、通讯护套管道等市政用塑料管道仍将成为近几年的发展重点。
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-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wk.baidu.com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。交联剂的选择应视聚合物品种，加工工艺和制品性能而定，理想的交联剂除满足一些具体的要求外，还应具有如下基本要求：交联率高，交联结构稳定；加工安全性大，使用方便，加入树脂后的有效期适中，无过早或过晚交联之弊；不影响制品的加工性能和使用性能；无毒、不污染、不刺激皮肤和眼睛。在化学交联中又有过氧化物交联、硅烷交联、偶氮交联之分：
当线型的大分子链经过化学或物理方法处理后以交联键的形式连接的过程叫做交联或称为“硫化”。经过交联的聚乙烯具有了网型和体型结构性质，其耐热性能会随着交联度的提高而增强，相对热延伸率也相应地下降。由于其机械性能和耐热性能的显著改善，从而成为了被广泛使用的电力电缆绝缘材料。
聚乙烯经交联形成交联聚乙烯的方法分为化学方法和物理方法两类，工业上实现的工艺方法主要有以下五种：高能辐照交联、硅烷交联、过氧化物交联、紫外线交联和盐交联，其中过氧化物交联方式（也称为化学交联），是一种适合于生产中高电压等级电缆的交联方式，其原理是通过过氧化物的高温分解而引发的一系列自由基反应，进而使PE发生交联。过氧化物受热分解形成自由基，其交联反应的过程如下：
聚乙烯交联原理、方法与工艺及发展趋势
一，
聚乙烯（[CH2-CH2]n ，n—重复单元数），是含有碳氢两种元素的高分子化合物，具有线型或支链式分子结构大分子链，常温条件下呈固态形式，在固态形式的聚乙烯中呈晶相和无定型相共存形式。聚乙烯的相对分子量从6万到30万左右。
聚乙烯的电气绝缘性能优良，但因其耐热性能不佳而影响了其用于电缆绝缘的范围。由于在无定型区内分子间相互作用较弱，大多数聚乙烯的熔融温度在140℃左右，在接近聚乙烯熔点时，其机械强度显著下降，并且抗开裂能力也变差。
过氧化物交联聚乙烯的主要物理机械性能见表2—7。
表2.7过氧化物交联聚乙烯的主要物理机械性能
2，辐射交联法
将PE制品经7射线、高能射线辐射处理，辐射剂量为10sGy，可成为交联聚乙烯。交联聚乙烯主要用于电缆料和形状记忆收缩管。
3，硅烷交联法
硅烷交联聚乙烯的配方含有聚乙烯、硅烷接枝剂、引发剂、催化剂和抗氧剂等，分成A、B两组分。A组分为聚乙烯、硅烷接枝剂、引发剂，经接枝反应生产聚乙烯硅烷接枝物;B组分为聚乙烯、催化剂、氧化剂等，主要作用为催化聚乙烯硅烷接枝物生成聚乙烯交联产物.
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，这种材料简称PEX，即交联聚乙烯。大环宇专业研发的交联聚乙烯回收造粒机是交联聚乙烯生产的一大互补。
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）过氧化物交联及交联剂
过氧化物交联，一般采用有机过氧化物为交联剂，在热的作用下，分解而生成活性的游离基，这些游离基使聚合物碳链上生成活性点，并产生碳一碳交联，形成网状结构。该技术需要高压挤出设备，使交联反应在机筒内进行，然后使用快速加热方式对制品加热，从而产生交联制品。所以采用过氧化物交联法生产聚乙烯管材不易控制，产品质量不稳。
3胡发亭，郭弈崇L聚乙烯交联改性研究进展TUVL现代塑料加工应用
4王秀丽聚乙烯的硅烷交联技术及应用TUVL塑料科技
5王正洲，翟保均，范维澄等L聚乙烯的交联技术研究进展TUVL高分子材料科学与工程，
6登义L交联聚乙烯管材的特性及应用TUVL山东化工，
7李静辉L交联聚乙烯开发应用与发展建议TUVL现代塑料加工应用，
目前在欧美市场上，交联聚乙烯管道是运用最为广泛的塑料管道。据对欧洲市场建筑用冷热水管材和采暖系统用管材方面统计，1996年交联聚乙烯管材占全部管材（包括金属及非金属管材）消耗的24%，占塑料管材的60%。
塑料管材在我国正蓬勃发展。我国当前采用的管材主要有镀锌管用于给水管道及煤气管道，PVC管用于排水管及套管，铜管和不锈钢管用于高级建筑的供水供热管。作为国家的一项产业政策，大力推广化学建材，在塑料管道方面，逐步以新型优质的塑料管道代替原有的金属或其它管材是必然的趋势。
8 甘兴中 电线电缆绝缘交联聚乙烯教练工艺分析和方法
9张晓文 我国电线电缆辐射加工应用现状及发展趋势
10 张晓忠我国聚乙烯交联发展趋势
。
2）硅烷交联及交联剂
二十世纪六十年代研制成功硅烷交联技术。该技术是利用含有双链的乙烯基硅烷在引发剂的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，从而形成网状的氧烷链交联结构。硅烷交联技术由于其交联所用设备简单，工艺易于控制，投资较少，成品交联度高，品质好，从而大大推动了交联聚乙烯的生产和应用。除聚乙烯、硅烷外，交联中还需用催化剂、引发剂、抗氧剂等。
三，聚乙烯交联发展趋势
我国聚乙烯行业通过近几年不断发展，截至2011年装置年产能达到1082万吨。在十二五期间仍有抚顺石化、武汉乙烯、四川炼化、大庆石化等装置投产，到十二五末期，聚乙烯产能将达到1667万吨。从2011年的数据来看，聚乙烯国产量在1015.2万吨，表观需求量在1727.27万吨，从中可看出国内聚乙烯仍存在700多万吨的缺口不得不依托进口。因此，进口产品凭借其相对较高的性能和成本优势占据了我国聚乙烯市场的重要比例。但是随着国内产能的扩大和十二五期间烯烃原料的多元化，我国聚乙烯的自给率将大幅提高，对外依存度将逐渐降低。
交联聚乙烯管已被列入了国家推广的新型建筑材料行列，并作为国家小康住宅推荐产品，已经在商务大楼、公寓、商品住宅、工厂厂房、太阳能、城镇改水等领域得到广泛应用，并且一定还会迎来更为广阔的市场。
参考文献
1王硕，魏国峰，刘宏吉L交联聚乙烯的生产技术及应用TUVL弹性体
2刘新民，崔涛，李琳L交联聚乙烯的应用及技术进展TUVL合成树脂及塑料，
该方法是将偶氮化合物混入PE中，并在低于偶氮化合物分解温度挤出，挤出物通过一高温盐浴，偶氮化合物分解形成自由基，引发聚乙烯交联。一般用于熔融温度较低的柏胶类材料，对于塑料很少有实际应用。
聚乙烯交联方法与工艺
1，过氧化物交联法
XLPE选用过氧化二异丙苯(DcP)为交联剂，分解温度为132℃。HI)PE选用2，5～二叔丁基一2，5一二甲基乙烷(AD)为交联剂，分解温度为141℃。
需求方面，作为聚乙烯主要消费领域的塑料薄膜，由于其多应用于终端消费及运输环节，其需求的增长与国内整体经济形势的发展关系较大，基本维持着略高于国内GDP的增长，其增长势头稳定，存在需求刚性。从软包装薄膜产量统计来看，自2006年起平均以13%的速率递增，也印证了塑料薄膜的稳速增长。聚乙烯的另一个重要的消费领域是塑料管材，它的产量也随着我国城镇化步伐加快、市政管道建设项目增加的实施不断增加。未来几年，城镇供排水、燃气管道，以及城市地下电力、通讯护套管道等市政用塑料管道仍将成为近几年的发展重点。
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-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wk.baidu.com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。交联剂的选择应视聚合物品种，加工工艺和制品性能而定，理想的交联剂除满足一些具体的要求外，还应具有如下基本要求：交联率高，交联结构稳定；加工安全性大，使用方便，加入树脂后的有效期适中，无过早或过晚交联之弊；不影响制品的加工性能和使用性能；无毒、不污染、不刺激皮肤和眼睛。在化学交联中又有过氧化物交联、硅烷交联、偶氮交联之分：
当线型的大分子链经过化学或物理方法处理后以交联键的形式连接的过程叫做交联或称为“硫化”。经过交联的聚乙烯具有了网型和体型结构性质，其耐热性能会随着交联度的提高而增强，相对热延伸率也相应地下降。由于其机械性能和耐热性能的显著改善，从而成为了被广泛使用的电力电缆绝缘材料。
聚乙烯经交联形成交联聚乙烯的方法分为化学方法和物理方法两类，工业上实现的工艺方法主要有以下五种：高能辐照交联、硅烷交联、过氧化物交联、紫外线交联和盐交联，其中过氧化物交联方式（也称为化学交联），是一种适合于生产中高电压等级电缆的交联方式，其原理是通过过氧化物的高温分解而引发的一系列自由基反应，进而使PE发生交联。过氧化物受热分解形成自由基，其交联反应的过程如下：
聚乙烯交联原理、方法与工艺及发展趋势
一，
聚乙烯（[CH2-CH2]n ，n—重复单元数），是含有碳氢两种元素的高分子化合物，具有线型或支链式分子结构大分子链，常温条件下呈固态形式，在固态形式的聚乙烯中呈晶相和无定型相共存形式。聚乙烯的相对分子量从6万到30万左右。
聚乙烯的电气绝缘性能优良，但因其耐热性能不佳而影响了其用于电缆绝缘的范围。由于在无定型区内分子间相互作用较弱，大多数聚乙烯的熔融温度在140℃左右，在接近聚乙烯熔点时，其机械强度显著下降，并且抗开裂能力也变差。
过氧化物交联聚乙烯的主要物理机械性能见表2—7。
表2.7过氧化物交联聚乙烯的主要物理机械性能
2，辐射交联法
将PE制品经7射线、高能射线辐射处理，辐射剂量为10sGy，可成为交联聚乙烯。交联聚乙烯主要用于电缆料和形状记忆收缩管。
3，硅烷交联法
硅烷交联聚乙烯的配方含有聚乙烯、硅烷接枝剂、引发剂、催化剂和抗氧剂等，分成A、B两组分。A组分为聚乙烯、硅烷接枝剂、引发剂，经接枝反应生产聚乙烯硅烷接枝物;B组分为聚乙烯、催化剂、氧化剂等，主要作用为催化聚乙烯硅烷接枝物生成聚乙烯交联产物.
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，这种材料简称PEX，即交联聚乙烯。大环宇专业研发的交联聚乙烯回收造粒机是交联聚乙烯生产的一大互补。
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）过氧化物交联及交联剂
过氧化物交联，一般采用有机过氧化物为交联剂，在热的作用下，分解而生成活性的游离基，这些游离基使聚合物碳链上生成活性点，并产生碳一碳交联，形成网状结构。该技术需要高压挤出设备，使交联反应在机筒内进行，然后使用快速加热方式对制品加热，从而产生交联制品。所以采用过氧化物交联法生产聚乙烯管材不易控制，产品质量不稳。
3胡发亭，郭弈崇L聚乙烯交联改性研究进展TUVL现代塑料加工应用
4王秀丽聚乙烯的硅烷交联技术及应用TUVL塑料科技
5王正洲，翟保均，范维澄等L聚乙烯的交联技术研究进展TUVL高分子材料科学与工程，
6登义L交联聚乙烯管材的特性及应用TUVL山东化工，
7李静辉L交联聚乙烯开发应用与发展建议TUVL现代塑料加工应用，
目前在欧美市场上，交联聚乙烯管道是运用最为广泛的塑料管道。据对欧洲市场建筑用冷热水管材和采暖系统用管材方面统计，1996年交联聚乙烯管材占全部管材（包括金属及非金属管材）消耗的24%，占塑料管材的60%。
塑料管材在我国正蓬勃发展。我国当前采用的管材主要有镀锌管用于给水管道及煤气管道，PVC管用于排水管及套管，铜管和不锈钢管用于高级建筑的供水供热管。作为国家的一项产业政策，大力推广化学建材，在塑料管道方面，逐步以新型优质的塑料管道代替原有的金属或其它管材是必然的趋势。
8 甘兴中 电线电缆绝缘交联聚乙烯教练工艺分析和方法
9张晓文 我国电线电缆辐射加工应用现状及发展趋势
10 张晓忠我国聚乙烯交联发展趋势
。
2）硅烷交联及交联剂
二十世纪六十年代研制成功硅烷交联技术。该技术是利用含有双链的乙烯基硅烷在引发剂的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，从而形成网状的氧烷链交联结构。硅烷交联技术由于其交联所用设备简单，工艺易于控制，投资较少，成品交联度高，品质好，从而大大推动了交联聚乙烯的生产和应用。除聚乙烯、硅烷外，交联中还需用催化剂、引发剂、抗氧剂等。
三，聚乙烯交联发展趋势
我国聚乙烯行业通过近几年不断发展，截至2011年装置年产能达到1082万吨。在十二五期间仍有抚顺石化、武汉乙烯、四川炼化、大庆石化等装置投产，到十二五末期，聚乙烯产能将达到1667万吨。从2011年的数据来看，聚乙烯国产量在1015.2万吨，表观需求量在1727.27万吨，从中可看出国内聚乙烯仍存在700多万吨的缺口不得不依托进口。因此，进口产品凭借其相对较高的性能和成本优势占据了我国聚乙烯市场的重要比例。但是随着国内产能的扩大和十二五期间烯烃原料的多元化，我国聚乙烯的自给率将大幅提高，对外依存度将逐渐降低。
交联聚乙烯管已被列入了国家推广的新型建筑材料行列，并作为国家小康住宅推荐产品，已经在商务大楼、公寓、商品住宅、工厂厂房、太阳能、城镇改水等领域得到广泛应用，并且一定还会迎来更为广阔的市场。
参考文献
1王硕，魏国峰，刘宏吉L交联聚乙烯的生产技术及应用TUVL弹性体
2刘新民，崔涛，李琳L交联聚乙烯的应用及技术进展TUVL合成树脂及塑料，