聚乙烯交聯(lián)發(fā)泡原理

一、聚乙烯加工過程特點(diǎn)

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(dòng)，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(shí)間比較長(zhǎng);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(jìn)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(shí)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(gè)因素--氣體的滲透系數(shù)不易過大。滲透系數(shù)是擴(kuò)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)。化學(xué)交聯(lián)一般采用有機(jī)過氧化物做交聯(lián)劑，因價(jià)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(jī)過氧化物混合并加熱后，有機(jī)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瑑蓚€(gè)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(zhǎng)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(jìn)行，以計(jì)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(jìn)行，不像化學(xué)交聯(lián)那樣，需要在物料的熔點(diǎn)以上進(jìn)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)。