聚乙烯交聯(lián)發(fā)泡原理
Date:2022/5/26 8:33:17 / Read: / Source:本站
聚乙烯交聯(lián)發(fā)泡原理
一、聚乙烯加工過程特點
聚乙烯是結(jié)晶聚合物,在結(jié)晶熔融溫度以下幾乎不流動,而在熔融溫度以上其熔體黏度急劇下降,發(fā)泡過程中產(chǎn)生的氣體很難被包住。此外,聚乙烯從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)品態(tài)要放出大量的結(jié)晶熱,而熔融聚乙烯的比熱容較大,因此從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的時間比較長;又因聚乙烯的透氣率較高,這樣就使得發(fā)泡氣體容易逸出,適于發(fā)泡的溫度范圍較窄,因此聚乙烯泡沫塑料的工業(yè)化生產(chǎn)較晚。要制得質(zhì)量較好的聚乙烯泡沫塑料就必須在聚乙烯分子間進行交聯(lián),將熔融物料的黏性和彈性調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi),使其發(fā)泡性能顯著提高,同時也提高聚乙烯泡沫塑料的物理力學(xué)性能。
影響聚乙烯塑料熔體發(fā)泡過程穩(wěn)定性的另一個因素--氣體的滲透系數(shù)不易過大。滲透系數(shù)是擴散系數(shù)與溶解度的乘積。聚乙烯塑料熔體容易滲透氣體,幾種氣體在聚乙烯熔體中的滲透系數(shù)見表6-2。
從表6-2看出,低密度聚乙烯比高密度聚乙烯更容易滲透氣體,最容易透過的氣體是二氧化碳?xì)怏w。聚乙烯交聯(lián)發(fā)泡方法
通常采用的交聯(lián)方法有化學(xué)交聯(lián)和輻射交聯(lián)?;瘜W(xué)交聯(lián)一般采用有機過氧化物做交聯(lián)劑,因價廉、操作方便,工業(yè)上廣泛使用;輻射交聯(lián)是聚乙烯在高速電子射線或射線輻射下,發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)狀大分子。輻射交聯(lián)設(shè)備投資大,但片材質(zhì)量好,一般只用于
生產(chǎn)5~10mm厚的交聯(lián)聚乙烯泡沫片材。
1.化學(xué)交聯(lián)發(fā)泡
當(dāng)聚乙烯樹脂與有機過氧化物混合并加熱后,有機過氧化物分解為化學(xué)活性很高的自由基,奪取聚乙烯分子中的氫原子使主鏈的某些碳原子轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚宰杂苫?,兩個大分子鏈上的活性自由基相互結(jié)合而形成交聯(lián)鍵。
化學(xué)交聯(lián)發(fā)泡的第一步為交聯(lián),第二步為膨脹發(fā)泡。交聯(lián)聚乙烯泡沫塑料的發(fā)泡成型方法可分為一步法和兩步法兩種。
①一步法是將片料加熱到高于發(fā)泡劑分解的溫度,然后再交聯(lián)發(fā)泡成型。
②兩步法是把一定配比的聚乙烯樹脂、發(fā)泡劑、化學(xué)交聯(lián)劑塑煉成片料,然后加熱、加壓成交聯(lián)毛坯,再把毛坯發(fā)泡成型。
2.輻射交聯(lián)
將聚乙烯和相當(dāng)聚乙烯質(zhì)量10%的偶氮二甲酰胺混煉均勻后擠成3mm厚、10cm長的可發(fā)性片材,再用電子射線輻射。輻射過程在空氣中以室溫狀態(tài)進行,以計量為10~100kGy的射線輻射,使之交聯(lián)。輻射交聯(lián)可在高溫或較低溫度下進行,不像化學(xué)交聯(lián)那樣,需要在物料的熔點以上進行。
輻射交聯(lián)使用的能源有兩種,丙種射線和電子輻射,兩者的主要區(qū)別在于速度和透入材料的深度不同。由放射性同位素產(chǎn)生的內(nèi)。
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