交联聚乙烯发泡材料的研究进展

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犃犫狊狋狉犪犮狋:Thispaperreviewedthepreparation methodandapplication progressofcrosslinked polyethylenefoamingmaterials.Thesepreparationmethodsmainlyincludedcompressionmolding method,extrusionmethod,foamingboxmethod,rotationmoldingmethodandradiationmethod. Furthermore,theadvantagesanddisadvantagesinpreparationprocess,costandpromotionofthese preparationmethodswereanalyzed.Theapplicationprogressofcrosslinkedpolyethylenefoaming materialsin filling materials,heatinsulation materials,building materials and lightweight materialsarealsosummarized.Finally,the developmentprospectofcrosslinked polyethylene foamingmaterialswasdiscussed. 犓犲狔狑狅狉犱狊:crosslinkedpolyethylene;foaming;preparationmethod;applicationprogress
H2NC帒N+CO2
图1 偶氮二甲酰胺的分解机理 Fig.1 Decompositionmechanismofazodiformamide
该工艺主要应用在滚塑领域,其具有设备投资低、制备 简单等优点,但是也存在制备泡孔均匀性较差、泡孔尺 寸不易控制、发泡倍率低等问题。然而,由于聚乙烯是 典型的高结 晶 度 聚 合 物,在 熔 点 以 下 具 有 很 高 的 粘 弹 性,接近熔点时黏度又急剧降低,化学发泡剂的分解气 体或物理发 泡 剂 在 树 脂 中 极 易 出 现 泡 孔 塌 陷、关 闭 或 者气体逸出 等 现 象 而 造 成 发 泡 失 败,通 常 采 用 的 溶 剂 发泡技术很 难 控 制 操 作,并 且 只 能 使 原 料 的 体 积 增 大 2~3倍。除此以外,发泡聚乙烯材料还存在力学性能 较差、泡孔尺寸较大等问题,为解决气体在聚乙烯树脂 中残留率低、气体透过率高等问题,通常采用交联法使 乙烯分子形成三维网状结构以提高熔体强度[8]。
2019年3月
中 国 塑 料
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HH
H2NCNNCNH2→2N2+2HNCO+H2NCNNCNH2
பைடு நூலகம்↓
H2NC帒N+CO2



H2NCNNCNH2 →N2+CO+H2NCNH2

HNCO+NH3

收稿日期:20181104 联系人,xuwenqiang@nicenergy.com
已有多 种 关 于 聚 乙 烯 发 泡 材 料 的 制 备 方 法 被 报 道[6],例如:按发 泡 剂 种 类 来 分,发 泡 聚 乙 烯 材 料 的 制 备方法分为 物 理 法 和 化 学 法,常 用 的 物 理 发 泡 剂 主 要 有惰性气体如 N2、CO2以及正戊烷、正己烷、石油醚等 低沸点 液 体;常 用 的 化 学 发 泡 剂 有 偶 氮 二 甲 酰 胺、 N,N 二亚硝基五次甲基四胺、4,4 氧代双苯磺酰 肼,其中,偶氮二甲酰胺的分解机理如图1所示。从聚 乙烯发泡材 料 的 生 产 工 艺 来 看,分 为 有 压 发 泡 和 无 压 发泡2种方式[7]。有压发泡工艺通过设备在有压力的 条件下制备发泡聚乙烯材料,该工艺相对较为成熟,采 用该工艺制 备 的 发 泡 材 料 性 质 较 为 稳 定,但 其 存 在 设 备投资高、制备工艺复杂、气体压力大等缺点。无压发 泡工艺主要将聚乙烯材料在加热或者辐射条件下发泡,
第33卷 第3期 2019年3月
中 国 塑 料
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Vol.33,No.3 Mar.,2019
交联聚乙烯发泡材料的研究进展
夏碧华1,2,徐文强1 ,王 珂1,黄启谷2,孙小杰1
(1.北京低碳清洁能源技术研究所,先进材料中心,北京 102211;2.北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)
0 前言
聚乙烯具有 优 良 的 物 理 化 学 性 能,同 时 其 具 有 产 量大、价格低 廉、容 易 获 得 等 优 点,被 广 泛 应 用 于 各 种 领域。聚乙烯材料的衍生品种很多,例如:阻燃聚乙烯 材料、发泡聚 乙 烯 材 料、抗 老 化 聚 乙 烯 材 料 等 等,其 中 发泡聚乙烯材料由于具有独特的多孔结构和优异的隔 电、隔热、强韧、能量吸收性、耐腐蚀等[12],被广泛应用 于基础设施、建 筑、农 业、家 居 生 活 等 领 域[34],同 时 聚 乙烯也是是最早工业化应用的发泡材料之一[5]。
犚犲狊犲犪狉犮犺犘狉狅犵狉犲狊狊犻狀犆狉狅狊狊犾犻狀犽犲犱犘狅犾狔犲狋犺狔犾犲狀犲犉狅犪犿犻狀犵犕犪狋犲狉犻犪犾狊
XIABihua1,2,XU Wenqiang1 ,WANG Ke1,HUANG Qigu2,SUN Xiaojie1
(1.AdvancedMaterialsCenter,NationalInstituteofCleanandLowCarbonEnergyTechnology,Beijing102211,China; 2.MaterialsScienceandEngineeringCollege,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)
摘 要:综述了交联聚乙烯发泡材料的制备工艺和应用进展,其中制备工艺主要包括模压法、挤出法、发泡炉法、滚塑 法和辐射法等,针对上述几种方法,分别分析了其在制备工艺、成本及推广应用方面的优势和劣势;随后对交联聚乙烯 发泡材料在填充材料、隔热材料、建筑材料和轻量化材料领域的应用进行总结,最后对交联聚乙烯发泡材料的未来发展 进行了展望。 关 键 词:交联聚乙烯;发泡;制备工艺;应用进展 中图分类号:TQ25.1+2 文献标识码:A 文章编号:10019278(2019)03012808 犇犗犐:10.19491/j.issn.10019278.2019.03.023