阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的制備與性能研究

阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的制備與性能研究1.本文概述隨著現(xiàn)代工業(yè)和建筑業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)電纜材料的安全性能要求越來越高。特別是對(duì)于火災(zāi)易發(fā)區(qū)域，如高層建筑、地下設(shè)施等，使用的電纜不僅需要具有良好的電氣性能，還需具備優(yōu)異的阻燃性能。硅烷交聯(lián)聚乙烯（LPE）電纜料因其良好的電氣性能、熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于電纜制造領(lǐng)域。傳統(tǒng)的LPE電纜料在火災(zāi)發(fā)生時(shí)易燃，這限制了其應(yīng)用范圍。開發(fā)阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。本文旨在研究阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的制備方法及其性能。將對(duì)硅烷交聯(lián)聚乙烯的阻燃改性機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析，探討不同阻燃劑對(duì)LPE性能的影響。接著，將介紹阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的制備工藝，包括原料的選擇、配方的優(yōu)化以及交聯(lián)過程的控制。通過一系列的測試和分析，評(píng)估所制備的阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的電氣性能、熱穩(wěn)定性和阻燃性能，并與傳統(tǒng)LPE電纜料進(jìn)行比較，以驗(yàn)證其性能優(yōu)勢。本文的研究結(jié)果將為阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的開發(fā)和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)提高電纜材料的安全性能、減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。2.文獻(xiàn)綜述硅烷交聯(lián)聚乙烯（LPE）作為一種高性能的絕緣材料，廣泛應(yīng)用于電力電纜行業(yè)。傳統(tǒng)的LPE電纜料在火災(zāi)條件下易燃，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和有毒氣體，這對(duì)人員安全和設(shè)備保護(hù)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。研究和開發(fā)阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料具有重要的實(shí)際意義。近年來，許多研究者在阻燃LPE電纜料的制備和性能方面進(jìn)行了大量的研究。阻燃LPE的制備通常涉及添加阻燃劑，如氫氧化鋁（ATH）、氫氧化鎂（MDH）和無機(jī)納米粒子等。這些阻燃劑可以在燃燒過程中吸收熱量，釋放水分，稀釋可燃?xì)怏w，并形成炭層，從而阻止火焰的蔓延。例如，Chen等人（2019）通過添加ATH制備了阻燃LPE，發(fā)現(xiàn)當(dāng)ATH含量達(dá)到30時(shí)，LPE的極限氧指數(shù)（LOI）顯著提高，燃燒性能得到明顯改善。除了傳統(tǒng)的阻燃劑，納米填料的加入也顯示出提高LPE的阻燃性能的潛力。納米填料如蒙脫石（MMT）、碳納米管（CNT）和納米二氧化硅等，可以增強(qiáng)LPE的物理和化學(xué)性能。例如，Li等人（2020）通過添加CNT制備了阻燃LPE，結(jié)果表明CNT的加入不僅提高了LPE的阻燃性能，還增強(qiáng)了其機(jī)械性能。在阻燃LPE電纜料的性能研究方面，研究者們主要關(guān)注其電氣性能、熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。電氣性能是評(píng)估LPE電纜料的關(guān)鍵指標(biāo)之一。阻燃劑的加入可能會(huì)影響LPE的介電性能。Wang等人（2018）研究了ATH對(duì)LPE介電性能的影響，發(fā)現(xiàn)適量的ATH可以保持LPE的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)在可接受的范圍內(nèi)。熱穩(wěn)定性是另一個(gè)重要的性能指標(biāo)，特別是在高溫環(huán)境下。Zhang等人（2017）研究了MMT對(duì)LPE熱穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明MMT的加入可以顯著提高LPE的熱分解溫度。機(jī)械性能也是評(píng)估阻燃LPE電纜料的關(guān)鍵指標(biāo)。阻燃劑的加入可能會(huì)影響LPE的機(jī)械強(qiáng)度和韌性。為了解決這個(gè)問題，研究者們嘗試采用不同的加工方法和添加助劑來改善LPE的機(jī)械性能。例如，Liu等人（2016）通過采用動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)制備了阻燃LPE，發(fā)現(xiàn)該方法可以顯著提高LPE的機(jī)械強(qiáng)度和韌性。阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的制備和性能研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。仍有一些挑戰(zhàn)需要解決，如進(jìn)一步提高阻燃性能，同時(shí)保持良好的電氣性能、熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。未來的研究應(yīng)該集中于開發(fā)新型阻燃劑和納米填料，優(yōu)化加工工藝，并深入理解阻燃LPE的燃燒機(jī)理和性能調(diào)控機(jī)制。3.制備方法阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的制備主要經(jīng)歷原料準(zhǔn)備、混合、熔融擠出和冷卻定型等步驟。原料準(zhǔn)備階段，選擇高質(zhì)量的聚乙烯樹脂作為基礎(chǔ)材料，同時(shí)，根據(jù)電纜料的性能要求，添加適量的阻燃劑、硅烷交聯(lián)劑、抗氧化劑和其他助劑。所有原料在使用前都需要經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確保其符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。接著，進(jìn)入混合階段，將準(zhǔn)備好的原料按照預(yù)定的配方比例混合均勻?；旌线^程中需要嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間，以保證原料的均勻性和穩(wěn)定性。熔融擠出階段，將混合好的電纜料通過熔融擠出機(jī)進(jìn)行熔融和擠出。在熔融擠出過程中，需要控制熔融溫度和擠出速度，以確保電纜料的均勻性和致密性。同時(shí)，熔融擠出機(jī)還需要配備專門的模頭和模具，以滿足不同規(guī)格電纜的生產(chǎn)需求。冷卻定型階段，將熔融擠出的電纜料進(jìn)行冷卻和定型。冷卻過程中需要控制冷卻速度和溫度，以防止電纜料變形或開裂。定型過程中則需要使用專門的定型設(shè)備和工具，以確保電纜料的尺寸精度和外觀質(zhì)量。4.性能測試與表征使用的表征方法：掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）5.結(jié)果與討論我們探討了阻燃劑含量對(duì)電纜料阻燃性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著阻燃劑含量的增加，電纜料的阻燃性能顯著提高。過高的阻燃劑含量可能導(dǎo)致電纜料的機(jī)械性能下降。在確定阻燃劑的最佳含量時(shí)，需要綜合考慮阻燃性能和機(jī)械性能的平衡。我們對(duì)硅烷交聯(lián)劑的類型和用量進(jìn)行了優(yōu)化。通過對(duì)比不同硅烷交聯(lián)劑的性能，發(fā)現(xiàn)某些特定類型的硅烷交聯(lián)劑在提高電纜料阻燃性能的同時(shí)，還能保持較好的機(jī)械性能和加工性能。我們還發(fā)現(xiàn)硅烷交聯(lián)劑的用量對(duì)電纜料的性能也有顯著影響。適量的硅烷交聯(lián)劑可以提高電纜料的交聯(lián)密度和耐熱性能，但過量使用可能導(dǎo)致電纜料變得脆硬。在電纜料的熱穩(wěn)定性方面，我們進(jìn)行了熱重分析（TGA）和差熱分析（DSC）等測試。結(jié)果顯示，阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料具有較高的熱穩(wěn)定性，能夠在高溫下保持較好的性能。我們還發(fā)現(xiàn)電纜料的熱穩(wěn)定性與阻燃劑、硅烷交聯(lián)劑的種類和用量密切相關(guān)。我們對(duì)電纜料的機(jī)械性能進(jìn)行了評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料具有較高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和抗沖擊性能。這些優(yōu)異的機(jī)械性能使得電纜料在實(shí)際應(yīng)用中具有更好的耐用性和可靠性。本研究成功制備了阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料，并對(duì)其性能進(jìn)行了深入研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過優(yōu)化阻燃劑和硅烷交聯(lián)劑的種類和用量，可以在保證電纜料阻燃性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能、加工性能和熱穩(wěn)定性的平衡。這為阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的實(shí)際應(yīng)用提供了有益的參考。6.結(jié)論與展望本研究對(duì)阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的制備與性能進(jìn)行了深入的研究，通過優(yōu)化制備工藝和配方設(shè)計(jì)，成功制備出性能優(yōu)異的阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料。研究結(jié)果表明，所制備的電纜料具有優(yōu)良的阻燃性能、熱穩(wěn)定性、電氣性能和加工性能，能夠滿足電纜料在實(shí)際應(yīng)用中的要求。在阻燃性能方面，阻燃劑的加入顯著提高了電纜料的阻燃等級(jí)，降低了煙霧產(chǎn)生和有毒氣體的釋放，從而提高了電纜料的安全性能。在熱穩(wěn)定性方面，硅烷交聯(lián)劑的引入顯著提高了電纜料的熱穩(wěn)定性，使其在高溫下仍能保持穩(wěn)定的性能。在電氣性能方面，所制備的電纜料具有良好的絕緣性能和耐電性能，能夠滿足電纜料在電氣領(lǐng)域的應(yīng)用需求。在加工性能方面，通過優(yōu)化制備工藝和配方設(shè)計(jì)，使電纜料具有良好的加工性能，方便生產(chǎn)和加工。展望未來，阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料的研究仍有待深入。一方面，可以通過進(jìn)一步探索阻燃劑和硅烷交聯(lián)劑的種類和用量，優(yōu)化電纜料的性能，提高其阻燃效果和熱穩(wěn)定性。另一方面，可以研究電纜料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如汽車、航空航天等領(lǐng)域，以滿足不同領(lǐng)域?qū)﹄娎|料性能的需求。隨著環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，開發(fā)環(huán)保型阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料也是未來的研究方向之一。阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料作為一種新型電纜料，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力。通過不斷的研究和優(yōu)化，相信未來阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料將在電纜行業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用，為社會(huì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。參考資料：阻燃和交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能而在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其制備方法和機(jī)理研究仍需深入探討。本文旨在探討阻燃和交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料的制備方法及其機(jī)理。制備阻燃和交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料的主要方法包括化學(xué)交聯(lián)和輻照交聯(lián)。化學(xué)交聯(lián)通常是通過添加交聯(lián)劑來實(shí)現(xiàn)的，而輻照交聯(lián)則是利用高能輻射引發(fā)聚乙烯的交聯(lián)反應(yīng)。為了提高材料的阻燃性能，通常會(huì)添加阻燃劑，如氫氧化鋁或氫氧化鎂。關(guān)于阻燃和交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料的機(jī)理研究，主要關(guān)注的是交聯(lián)反應(yīng)和阻燃劑的作用機(jī)制。在化學(xué)交聯(lián)過程中，交聯(lián)劑通過自由基反應(yīng)與聚乙烯發(fā)生反應(yīng)，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而在輻照交聯(lián)過程中，高能輻射導(dǎo)致聚乙烯分子鏈斷裂，形成自由基，進(jìn)而引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)。阻燃劑的作用機(jī)理則主要涉及兩個(gè)方面：一是通過釋放不燃性氣體稀釋可燃性氣體，降低燃燒區(qū)的溫度；二是通過分解產(chǎn)生難燃的物質(zhì)，覆蓋在材料表面，阻止氧氣進(jìn)入燃燒區(qū)。阻燃和交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料的制備方法及機(jī)理研究對(duì)于提高材料性能具有重要意義。通過優(yōu)化制備工藝和機(jī)理研究，可以進(jìn)一步拓展阻燃和交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。未來的研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注新型交聯(lián)劑和阻燃劑的開發(fā)，以及實(shí)現(xiàn)材料的環(huán)保生產(chǎn)和循環(huán)利用。硅烷交聯(lián)就是通過硅烷偶聯(lián)劑引入聚乙烯中，增加聚乙烯的強(qiáng)度，抗老化性等特性。硅烷法交聯(lián)聚乙烯技術(shù)自60年代末問世以來，得到了長足的發(fā)展，獲得了廣泛的應(yīng)用。工業(yè)上硅烷交聯(lián)聚乙烯主要有三種工藝方法：二步法生產(chǎn)工藝(又稱SioplasE)、一步法生產(chǎn)工藝(又稱MonosilR)和乙烯基硅烷共聚物工藝，其中乙烯基硅烷共聚物工藝綜合了二步法和一步法的許多優(yōu)點(diǎn)，具有更大的優(yōu)勢，三種工藝中的交聯(lián)反應(yīng)都是通過把混合有硅烷醇縮合催化劑的硅烷改性聚乙烯浸泡于溫水或水蒸氣中完成的，交聯(lián)所需要的水分是從外界擴(kuò)散進(jìn)來的。由于聚乙烯的非親水性，水在聚乙烯中的擴(kuò)散速度很慢，致使交聯(lián)速度非常慢，而且，制品的壁越厚，交聯(lián)所需要的時(shí)間越長。例如，在80℃的溫水中交聯(lián)，要達(dá)到同樣的交聯(lián)度，8mm厚的片材需120h，而15mm厚的片材則需260h，22mm厚的片材需1000h。以上的數(shù)據(jù)是硅烷接枝聚乙烯的交聯(lián)速度數(shù)據(jù)，乙烯基硅烷共聚物的交聯(lián)速度比硅烷接枝聚乙烯的交聯(lián)速度還要低3～4倍。這給硅烷交聯(lián)聚乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)造成極大的不便，所以如何解決交聯(lián)速度慢的問題成了硅烷交聯(lián)技術(shù)中的一大難題。HermanuUweVoigt、FritzGlander等人在硅烷交聯(lián)聚乙烯領(lǐng)域內(nèi)做了大量的研究工作，他們試圖把交聯(lián)所需要的水分在聚合物內(nèi)部解決，而無需從外界擴(kuò)散進(jìn)來，甚至省去專門的浸泡過程。這項(xiàng)研究取得了成功。該方法的思路是：在體系中添加一種或幾種物質(zhì)，通過化學(xué)的或物理的方法，在特定的條件(如高溫下)，添加物釋放出水，或是幾種添加物通過化學(xué)反應(yīng)生成水和對(duì)交聯(lián)反應(yīng)呈惰性的其他物質(zhì)(惰性是指不干擾交聯(lián)反應(yīng)，不影響交聯(lián)制品的性能，或是對(duì)它們不造成不利影響)。生成的水可用于硅烷的水解交聯(lián)反應(yīng)，所需要的水分可以在聚合物體系內(nèi)部得到，從而可以省去專門的浸泡過程。由于添加的物質(zhì)預(yù)先已被均勻的分散到聚乙烯中，所以生成的水在聚乙烯體系中也是均勻分布的，交聯(lián)點(diǎn)在體系中也是均勻分布的，這樣得到的交聯(lián)產(chǎn)品性能要比靠水?dāng)U散得到的交聯(lián)產(chǎn)品的性能更好。為了在聚合物體系內(nèi)部產(chǎn)生水分，可以添加在高溫下能釋放出水的物質(zhì)，這些物質(zhì)可以是帶結(jié)晶水的無機(jī)化合物，如帶結(jié)晶水的氫氧化鋁、石膏等，也可以是有機(jī)化合物。如：短鏈聚乙烯醇、β-羥基酸、α-羥基酸以及該羥基酸的衍生物。以β-羥基酸的衍生物為例，其釋放水的反應(yīng)式為：生成的產(chǎn)物烷基丙烯酸酯(R—CHCH—COOR)是交聯(lián)反應(yīng)的活化劑，它的加入可以使過氧化物的用量減少。這些添加物可以和硅烷、過氧化物、硅烷醇縮合催化劑一起添加到聚乙烯中去，也可以添加到硅烷改性后的聚乙烯中。擠出溫度要設(shè)計(jì)為該添加物的脫水溫度或略微高于其脫水溫度。不吸濕的金屬氧化物。有機(jī)酸和金屬氧化物和硅烷預(yù)先混合均勻，然后一起添加到聚乙烯中。有機(jī)酸和金屬氧化物化學(xué)反應(yīng)生成水和鹽，在縮合催化劑的作用下，水使硅烷水解交聯(lián)。還要求生成的該金屬的鹽不能對(duì)交聯(lián)反應(yīng)和交聯(lián)聚合物的性能產(chǎn)生不利影響。在選擇有機(jī)酸和金屬氧化物以及設(shè)計(jì)工藝條件時(shí)，要設(shè)法使有機(jī)酸和金屬氧化物生成水的反應(yīng)剛好發(fā)生在硅烷接枝反應(yīng)完成之時(shí)。例如：有機(jī)酸可選用硬脂酸、己二酸等，金屬氧化物可以選用氧化亞錫、氧化鋅等。以硬脂酸為例，其生成水的反應(yīng)為：選用過氧化酯和金屬氧化物作為添加物，過氧化酯受熱分解生成烷氧自由基和酰基自由基，自由基再引發(fā)硅烷接枝到聚乙烯大分子鏈上，而自由基本身由于接受了由聚乙烯大分子鏈上轉(zhuǎn)移來的H分別生成醇和酸，酸又可以和金屬氧化物反應(yīng)生成水引發(fā)水解交聯(lián)。如果過氧化酯類物質(zhì)選用特丁基過氧化3，5，5-三甲基己(酸)酯，金屬氧化物選用氧化錫，那么，它們將同時(shí)起到引發(fā)接枝、提供水分、縮合催化劑等多種作用。其化學(xué)過程如下：CCH3CH3CH3O—OCORCCH3CH3CH3O·+·OCOR反應(yīng)生成的水用于硅烷的水解交聯(lián)反應(yīng)，3，5，5-三甲基己酸錫可用作硅烷醇縮合催化劑，無需再添加二丁基錫二月桂酸作為催化劑。在催化劑作用下硅烷水解交聯(lián)在新工藝中除了添加能產(chǎn)生水的物質(zhì)外，還可以在體系中添加交聯(lián)反應(yīng)的活化劑、二氫喹啉類抗氧劑進(jìn)一步改進(jìn)工藝，提高制品的使用性能。交聯(lián)反應(yīng)的活化劑一般為多官能單體，如：二乙烯基苯、氰脲酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、二甲基丙烯酸酯等。使用活化劑可以降低過氧化物的用量。使用二氫喹啉類低聚物作為抗氧劑，它可以像硅烷一樣接枝到聚乙烯大分子鏈上，不再遷移和揮發(fā)，成為永久性抗氧劑。由于它與大分子自由基反應(yīng)的速度比自由基引發(fā)C—C交聯(lián)的速度快，還可以抑制過氧化物引發(fā)的C—C交聯(lián)。聚乙烯經(jīng)硅烷交聯(lián)后，其機(jī)械性能、耐熱性能、耐化學(xué)性能、耐應(yīng)力開裂性能得到很大程度的提高，這就拓寬了應(yīng)用范圍。硅烷交聯(lián)聚乙烯主要應(yīng)用于中、低壓電線、電纜的絕緣方面，另外管材也是其主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，可用作冷熱水管、飲用水管、化學(xué)化工中腐蝕性氣體和液體的輸送管。我國鼓勵(lì)和提倡使用化學(xué)建材，開發(fā)交聯(lián)聚乙烯管材市場前景好，能創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。從上面的闡述中不難看出，采用文中所述的新技術(shù)，避免了水在聚乙烯中的擴(kuò)散過程，正如所知，交聯(lián)的速度慢，主要是由于水在聚乙烯中的擴(kuò)散速度慢造成的。交聯(lián)所需要的水分在聚合物體系內(nèi)部得到供應(yīng)，不僅極大的提高了交聯(lián)的速度，改善了交聯(lián)制品的性能，也解決了厚壁制品交聯(lián)困難的問題。硅烷交聯(lián)聚乙烯是一種化學(xué)物質(zhì)，普通聚乙烯在有機(jī)過氧化物存在下經(jīng)過一定的溫度和機(jī)械力作用，然后將此接枝物在水及硅醇縮合催化劑作用下水解縮合可得。siliconecrosslinkedpolyethylene【結(jié)構(gòu)式】有機(jī)硅交聯(lián)聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)與通常有機(jī)過氧化物交聯(lián)法形成的分子間碳?-碳交聯(lián)鍵的結(jié)構(gòu)不同。其主鏈可以與2個(gè)或2個(gè)以上的等價(jià)鍵起反應(yīng),形成網(wǎng)狀交聯(lián)(立體網(wǎng)狀交聯(lián))。因此,它的熱機(jī)械性能一般要比具有碳?-碳鍵平面結(jié)構(gòu)的有機(jī)過氧化物交聯(lián)法聚乙烯好。即使有機(jī)硅交聯(lián)聚乙烯的凝膠率比過氧化物交聯(lián)聚乙烯低15%～20%,兩者熱變形仍相當(dāng)。將普通聚乙烯在有機(jī)過氧化物存在下,經(jīng)過一定的溫度和機(jī)械力作用,使含有不飽和乙烯基和易于水解的烷氧基多官能團(tuán)的硅烷接枝到聚乙烯的主鏈上。然后將此接枝物在水及硅醇縮合催化劑作用下,發(fā)生水解,并縮合形成～Si—O—Si～交聯(lián)鍵,即得硅烷交聯(lián)聚乙烯。性能國產(chǎn)品日本住友S?-121英國Sioplas?-231體積電阻率/?Ω·cm10181016～1018—1973年英國道康寧公司(DowCorning)開發(fā)出了硅烷交聯(lián)技術(shù),它是利用含有雙鍵的乙烯基硅烷在引發(fā)劑(通常為過氧化物)作用下,與熔融的聚合物反應(yīng),形成硅烷接枝聚合物,該聚合物在硅烷醇縮合催化劑的存在下,遇水發(fā)生水解,從而形成網(wǎng)狀的硅氧烷鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)。(1)硅烷交聯(lián)工藝實(shí)際使用的硅烷交聯(lián)主要有兩種方法,一種為英國DowCorning公司發(fā)明的兩步法,稱為Sioplas法；另一種為BICC(英國絕緣電纜公司)和Maillefer發(fā)明的一步法,稱為Monosil法。近年來,由于石化樹脂生產(chǎn)企業(yè)對(duì)聚乙烯制品的重視,出現(xiàn)了硅烷共聚物法。兩種方法的工藝過程如下。硅烷共聚法實(shí)際上是Sioplas法的一種變型。區(qū)別在于聚乙烯接枝料不是通過反應(yīng)擠出制備,而是在乙烯聚合時(shí),通過加進(jìn)第二組分(硅烷)共聚來獲得共聚型乙烯?-硅烷共聚物(A料),交聯(lián)催化劑等輔助助劑再由混合設(shè)備制得催化母料(B料),然后按A、B雙組分產(chǎn)品出廠。可見,Sioplas法為兩步法,即先用兩臺(tái)擠出機(jī)預(yù)先生產(chǎn)出聚乙烯硅烷接枝料和催化母料,然后將兩種料按一定比例混合,在第三臺(tái)擠出機(jī)上生產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯管材。硅烷交聯(lián)用的過氧化物是作為引發(fā)劑,其用量相當(dāng)于過氧化物交聯(lián)法中用量的約1/?20(1%)。硅烷接枝料一般與5%的催化母料干混,擠出成型制品；制品隨后通過高溫水槽(60～95℃)進(jìn)行交聯(lián)。該法中硅烷接枝料的存放期較短,因?yàn)榻宦?lián)反應(yīng)在催化劑不存在的情況下也可緩慢進(jìn)行。Monosil法為一步法,其特點(diǎn)是硅烷、過氧化物、催化劑均直接加入到同一臺(tái)擠出機(jī)中。一步法生產(chǎn)的制品交聯(lián)度可較兩步法有所提高。①聚乙烯可以是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)以及不同密度PE的共混物。PE分子鏈中含叔碳原子數(shù)目越多越易接枝,分子鏈越易伸展,越有利于交聯(lián)的進(jìn)行。②硅烷理論上,含有一個(gè)可接枝的乙烯基及可水解的烷氧基、酰氧基、氨基或氯官能團(tuán)的硅烷均可?？紤]到實(shí)際速率的要求,常用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、乙烯基三(2?-甲氧基乙氧基)硅烷(VTMES)以及3?-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(VMMS),其中VTMS水解速度大于后三者。硅烷過多,制品表面起霜,強(qiáng)度下降；過少則接枝不均勻,需增加DCP用量或提高反應(yīng)溫度,即增加物料在料筒中的交聯(lián)度。一般硅烷用量1～3份。硅烷接枝交聯(lián)聚乙烯成型加工工藝比較簡單,可采用一般塑料和橡膠成型加工設(shè)備進(jìn)行加工。加工方法為擠塑、注塑、模壓和壓延等。成型制品置于100℃以下的熱水中即可交聯(lián)成所需的產(chǎn)品。與其他交聯(lián)聚乙烯一樣,一經(jīng)交聯(lián)無法再成型,只可機(jī)械加工。為了克服硅烷交聯(lián)產(chǎn)品需在水中長時(shí)間浸泡的缺點(diǎn),采用樹脂內(nèi)混入高級(jí)脂肪酸及金屬氧化物,在樹脂加工溫度下生成水。有一種改進(jìn)技術(shù)在擠出機(jī)的某一特定位置設(shè)一加料口,利用計(jì)量泵加入催化劑與熔融的硅烷接枝聚合物混合,擠出制品,然后在水中交聯(lián)。硅烷交聯(lián)聚乙烯配方如下。硅烷交聯(lián)聚乙烯主要用作電線電纜包覆層、耐熱管材、軟管及薄膜等。也可用于制造電機(jī)、變壓器等耐高電壓、高頻率的耐熱絕緣材料,熱收縮膜和套管,化工生產(chǎn)裝置的耐腐蝕部件、容器及泡沫塑料等,亦可用于火箭、導(dǎo)彈等技術(shù)領(lǐng)域。近年來,廣泛用于各種管材(如熱水管)、化工生產(chǎn)裝置的耐腐蝕部件、容器以及泡沫塑料和阻燃材料等。參見Ba001。產(chǎn)品包裝外層為聚丙烯編織袋或紙箱,每袋凈重(00±25)kg。產(chǎn)品應(yīng)在清潔干燥的倉庫內(nèi)貯存,可用火車、汽車、船舶等運(yùn)輸。貯運(yùn)過程中應(yīng)注意防火、防水、防曬、防塵和防污染等。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)貯放在清潔有頂棚的車廂內(nèi),不得與易燃的芳香烴、鹵代烴等有機(jī)溶劑混運(yùn),裝卸時(shí)切不可用鐵鉤。浙江萬馬高分子材料有限公司上海電纜廠,上?；S,上海高橋石化公司,上海塑料研究所等。國外的生產(chǎn)廠家有日本旭道公司,日本宇部興產(chǎn)公司,日本尤尼卡公司,美國尤西?；瘜W(xué)品公司,日本朝陽門公司,日本三井聚合化學(xué)公司,日本石油化學(xué)公司,德國拜耳公司,法國碳化學(xué)公司,美國聯(lián)合碳化物公司等。隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，電纜在能源傳輸、通信、交通等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。電纜在應(yīng)用過程中存在一定的火