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过氧化物交联聚乙烯管材(
PE
–
X
a
)
< br>与硅烷交联聚乙烯管材(
PE
–
X
b
)简介
一、
交联聚乙烯管材(
PE
–
X
)
近年来
PE
–
X
管材在建筑工程中被广泛应用,
主要应用于冷热水
的上水管和低温
热水地板辐射采暖系统用管,机械性能高,使用寿命长。那么什么是交联
聚乙烯管材
呢?
众所周知,聚乙烯塑
料在工农业及日常生活中应用十分普遍,但耐热性、机械强
度、耐老化性等较低,从而限
制了聚乙烯塑料在许多领域中的应用,为了提高其性能
将聚乙烯交联是最好的方法。
p>
所谓交联即是通过化学物质或高能射线将线型或轻度支
链型的高分子
转化为网状的分子结构,在分子间架起化学键。经交联的聚乙烯不仅提
高了耐热性、耐磨
性、机械强度,而且提高了耐环境应力开裂性和抗蠕变性等,增加
了使用寿命。采用交联
聚乙烯工艺制造的管材为交联聚乙烯管材(
PE
–
X
)
。
二、
PE
–
X
管材的生产方法
< br>目前工业化常用的聚乙烯交联方法有两种,即辐射交联和化学交联,
PE
–
X
管材
的生产为化学
交联法,在化学交联中又分为过氧化物交联和硅烷交联,在硅烷交联中
又有一步法和两步
法两种。
三、
过氧化物交联聚乙烯管材(
PE
–
Xa
)
以高密度聚乙烯为主要原材料
,以有机过氧物为交联剂采用柱塞式挤出机挤出交
联成型管材,其成型原理如下:
有机过氧化物在热的作用下,分解生成活性游离基,这些游离基使聚
乙烯碳链上
生成活性点,产生碳―碳交联,形成网状结构。化学反应式:
1
、过氧化物受热分解成游离基。
?
ROOR
?
2
RO
2
、引发聚乙烯的脱氢反应
?
?
~
CH
2
―
CH
2
~
+
R
O
?
~
CH
2
―
C
H
~
p>
+
ROH
3
、碳―碳交联,形成网状结构。
?
2
~
CH<
/p>
2
―
C
H
~
?
~
CH
2
―
CH
~
∣
~
CH
2
―
CH
~
过氧
化物交联聚乙烯管材生产设备投资较少,生产速度较慢,生产的管材比较柔
软。
四、
硅烷交联聚乙
烯管材(
PE
–
X
b
)
PE
–
X
b
管材的生产是以高密聚乙烯为
主要原材料,
以乙烯基硅烷为交联剂,
配合
引发剂和催化剂等,经挤出机制成硅烷接枝的聚乙烯管材,然后在热水或蒸汽中进行
水解交联,使分子结构形成三维网状结构。
1
、
反应原理和化学反应式:
首先是引发
剂中过氧化物受热分解,成为化学活性很高的游离基,这些游离基夺
取聚乙烯分子中的氢
原子,使聚乙烯主链碳带有活性,然后与乙烯基硅烷发生接枝反
1
S
应,接枝后的聚乙烯在水的作用
下,进行水解缩合反应,成为硅烷交联聚乙烯。
①过氧化物受热分解成游离基
?
ROOR
?
2
RO
②引发聚乙烯的脱氧反应
p>
?
?
~
CH
2
―
CH
2
~
+
RO
?
~
CH
2
―
C
H
~
+
ROH
③聚乙烯与乙烯基硅烷的枝接反应
?
~
CH
2
―<
/p>
C
H
~
+
CH
2
=
C
H
―
S
i―(
O
R
?
)
3<
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?
~
CH
2
―
CH
∣
?
CH
2
―
C<
/p>
H
―
S
i―(<
/p>
O
R
?
)
3
注:
R
?
为―
CH
3
或―
CH
2
―
CH
3
~
CH
2
―
CH
~
+
~
CH
2<
/p>
―
CH
2
~
p>
∣
?
CH
2
―
C<
/p>
H
―
S
i―(<
/p>
O
R
?
)
3
?
?
CH
2
―
CH
~
+
~
CH
2<
/p>
―
C
H
~
∣
CH
2
―
CH
2
―
S
i―(
O
R
?
)
3
④水解缩合反应
~
< br>CH
2
―
CH
< br>~
+
H
2<
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O
?
∣
CH
2
―
CH
2
―
S
i―(
O
R
?
)
< br>3
~
CH
2
―
CH
~
O
R
?
∣
∣
CH
2
―
CH
2
―
S
i―
< br>OH
+
R
?
―
OH
∣
O
R
?
2
~
CH
2
―
CH
~<
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O
R
?
∣
∣
CH
2
―
CH
2
―
S
i―
OH
?
∣
O
R
?
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~
CH
2
―
CH
~
O
R
?
p>
O
R
?
~
CH
2
―
CH
~
∣
∣
∣
∣
+
H
2
O
CH
2
―
CH
2
―
< br>S
i―
Ο
―
i―
CH
2
―
CH
2
∣
∣
O
R
?
O
R
?
继续反应成为:
2
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