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(1)過氧化物交聯(lián)主要包括兩個(gè)過程
①首先,在加工設(shè)備中通過熔融共混,將合適的過氧化物加入聚合物基體中,得到可交聯(lián)聚合物。隨后將此可交聯(lián)聚合物加工成型(如電纜絕緣料和管材),同時(shí)應(yīng)避免不期望的過早交聯(lián)(預(yù)固化、焦燒)。
②成型產(chǎn)品經(jīng)過熱處理則可得到交聯(lián)結(jié)構(gòu),此過程一般在擠出后直接在線進(jìn)行.
(2)過氧化物是該交聯(lián)技術(shù)的關(guān)鍵因素,它必須滿足以下諸多要求
①過氧化物/聚烯烴混合物在加工溫度下(即高于聚烯烴熔點(diǎn)的溫度),分解速度必須非常慢,如LPDE的m· p·為110℃,而HDPE的為135℃。
②在熱處理階段能快速分解以實(shí)現(xiàn)高速交聯(lián)。
③分解產(chǎn)生的初級自由基,可通過奪氫生成聚烯烴大自由基。
④其他要求包括物理狀態(tài)、貯存穩(wěn)定性、健康和安全以及與食物接觸的應(yīng)用等。
所以,在大量不同的過氧化物中,適用于聚烯烴交聯(lián)的則很有限。
(3)聚烯烴的有機(jī)過氧化物交聯(lián)反應(yīng),一般可分為三個(gè)連續(xù)的階段
①過氧化物均裂產(chǎn)生初級自由基。
②自由基從聚烯烴鏈上奪取H原子,生成穩(wěn)定的過氧化物分解產(chǎn)物和聚烯烴大自由基。
③兩個(gè)大自由基結(jié)合形成C·C交聯(lián)鍵。
如果在整個(gè)交聯(lián)反應(yīng)中第一步是速控步驟時(shí),則反應(yīng)效率主要取決于在該步生成的初級自由基的類型,以及第二步反應(yīng)中產(chǎn)生的聚烯烴大自由基的類型。所以,在交聯(lián)過程中,過氧化物和聚烯烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)都具有決定性的作用。
幾乎所有工業(yè)聚合物的主鏈上都有仲氫或叔氫原子。因此,幾乎所有的熱塑性塑料及天然和合成彈性體,都可以利用過氧化物通過奪取氫原子的方式進(jìn)行交聯(lián)。只有少數(shù)聚合物,如PP、 PVC和1·丁烯或異丁烯的均聚/共聚物,傾向于發(fā)生斷鏈反應(yīng),單獨(dú)采用過氧化物進(jìn)行交聯(lián)很少見或不可能。
與硫化反應(yīng)不同,對子兩種不同的聚合物,過氧化物交聯(lián)反應(yīng)的速度并沒有顯著差別,因此交聯(lián)不同聚合物的共混物時(shí),也能得到均勻交聯(lián)的材料。因?yàn)檫^氧化物交聯(lián)并不依賴于聚合物基體中的雙鍵,聚合物或彈性體共混物中的交聯(lián)鍵是同時(shí)形成的。對聚合物共混物進(jìn)行的交聯(lián)可以優(yōu)化成品的化學(xué)和物理特性。