二步法硅烷交联聚乙烯配方试验总结
- 格式:doc
- 大小:146.00 KB
- 文档页数:5
聚乙烯电缆料配方一、基础聚乙烯基础聚乙烯是电缆料的主要成分,它提供了必要的机械性能和电气性能。
常用的聚乙烯类型包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
在配方中,应根据所需的机械性能和电气性能来选择合适类型和比例的聚乙烯。
二、碳黑碳黑作为填料加入到电缆料中,可以提高其耐热性、导电性和耐老化性。
碳黑的加入量应根据电缆料的性能要求进行适当调整。
三、稳定剂为了提高电缆料的热稳定性,需要加入稳定剂。
常用的稳定剂包括抗氧剂、紫外光吸收剂等,可以有效地抑制聚乙烯在加工和使用过程中的热氧降解。
四、填充剂填充剂用于提高电缆料的加工性能和降低成本。
常用的填充剂包括碳酸钙、滑石粉等。
在选择填充剂时,应根据电缆料的性能要求进行适当调整。
五、交联剂交联剂的作用是在电缆料加工过程中,促进聚乙烯分子间的交联反应,从而提高电缆料的耐热性和电气性能。
常用的交联剂包括过氧化物和硅烷交联剂。
六、润滑剂润滑剂的作用是降低电缆料在加工过程中的摩擦系数,提高加工性能。
常用的润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌等。
在选择润滑剂时,应根据电缆料的性能要求进行适当调整。
七、阻燃剂为了提高电缆料的阻燃性能,需要加入阻燃剂。
常用的阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁等。
在选择阻燃剂时,应根据电缆料的性能要求进行适当调整。
八、抗氧剂抗氧剂的作用是抑制电缆料在加工和使用过程中的氧化反应,提高其耐热性和使用寿命。
常用的抗氧剂包括主抗氧剂、辅助抗氧剂等。
在选择抗氧剂时,应根据电缆料的性能要求进行适当调整。
九、颜料颜料用于赋予电缆料特定的颜色,以满足市场需求和客户要求。
根据所需颜色和用途选择适当的颜料,并进行适当的配色和混合。
十、其他添加剂除了上述成分外,根据需要可加入适量的其他添加剂,如抗紫外光添加剂、抗菌剂等,以进一步优化电缆料的性能和功能。
这些添加剂的选择和应用应依据具体的使用环境和需求来定制。
注意:在实际应用中,这些材料的配方比例需要依据具体的使用环境和需求来定制,并可能需要进行多次试验和调整以获得最佳的性能和效果。
硅烷交联聚乙烯电缆料使用注意事项硅烷交联聚乙烯电缆料是一种用于制造电缆绝缘层的材料。
它具有优异的电气性能和耐热性能,被广泛应用于电力传输和分配系统中。
在使用硅烷交联聚乙烯电缆料时,还需要注意以下10个事项。
1. 使用前需检查质量:在使用硅烷交联聚乙烯电缆料之前,应仔细检查材料的质量。
确保材料没有任何损坏或污染,以免影响电缆的性能。
2. 适当的储存条件:硅烷交联聚乙烯电缆料在储存时需要保持干燥和通风的环境。
避免阳光直射和高温,防止材料老化和劣化。
3. 使用适当的工具:在操作硅烷交联聚乙烯电缆料时,在切割、熔融或混合材料时应使用适当的工具。
确保工具干净无毛刺,以免引入污染物。
4. 严格控制温度:硅烷交联聚乙烯电缆料的硅烷交联过程中需要控制温度。
过高的温度可能导致材料烧结或分解,而过低的温度则可能导致交联不完全。
5. 控制硫含量:硫磺是硅烷交联聚乙烯电缆料中常用的交联剂。
在使用过程中需要控制硫含量的适当比例,以确保交联反应的完成,并避免过高的硫含量导致电缆绝缘层的脆性。
6. 注意材料与其他材料的相容性:硅烷交联聚乙烯电缆料需要与其他组分(如填充料、抗氧化剂等)相容。
在使用前应进行相容性测试,以避免出现不良反应或降低电缆的性能。
8. 确保适当的通风条件:硅烷交联过程中产生的气体可能对环境和操作人员造成危害。
确保操作场所具有良好的通风条件,以提供安全的工作环境。
9. 合理控制工作压力:在硅烷交联聚乙烯电缆料的生产过程中,需要控制适当的工作压力。
过高的压力可能导致材料过度压缩,影响材料的性能。
10. 严格遵循操作规程:在使用硅烷交联聚乙烯电缆料时,必须严格遵循相关的操作规程和安全措施。
操作人员应接受相应的培训,并戴上适当的个人防护装备,以确保安全操作。
关于交联聚乙烯绝缘电缆常见的问题及其原因分析一、交联的三种方式1、交联电缆性能交联就是将聚乙烯的线型分子结构通过化学交联或高能射线的辐照交联,转变成立体网状分子结构。
从而大大地提高了它的耐热性和耐环境应力开裂,减少了它的收缩性,使其受热以后不再熔化。
交联聚乙烯绝缘电缆其长期允许工作温度可达90βc o2、交联方法交联绝缘的品种虽多,但主要分为物理交联和化学交联两大类。
物理交联也称为辐照交联一般适用于绝缘厚度较薄的低压电缆。
中高压电缆一般采用过氧化物交联即用化学交方法是将线性分子通过化学交联反应起来,转化为立体网状结构。
化学交联一般还可分为过氧化物交联和硅烷交联接枝交联两种。
2.1 辐照交联辐照是采用高能粒子射线照射线性分子聚合物,在其链上打开若干游离基团,简称为接点。
接点活性很大,可把两个或几个线性分子交叉联接起来。
它的优点为:生产速度快,占用空间小;可加工材料种类多,几乎所有聚合物,产品品种多;产品用更好的耐热、耐磨和较高电气性能;可阻燃;电耗低。
但存在一些问题:设备一次投资大;对大截面电缆的辐照不均匀,经反复照射后电缆弯曲次数太多;设备开工率低。
2.2 过氧化物交联交联聚乙烯料是以低密度聚乙烯、过氧化物交联剂,抗氧剂等组成的混合物料。
加热时,过氧化物分解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,使聚乙烯主链的某些碳原子为活性游离基并相互结合,即产生C-C交联键,形成了网状的大分子结构。
它主要优点是适合各种电压等级和各种截面的交联聚乙烯绝缘电力电缆生产,特别是35kV及以上的中高压电缆。
2.3 硅烷交联硅烷交联又称温水交联也是化学交联的一种,它有两步法、一步法和共聚法等多种方法。
硅烷接枝和挤出分在两道工序进行的称为二步法,硅烷接枝交联工艺,它是接枝和挤出分成两个工序进行,第一步由绝缘料厂将硅烷交联剂与基料在挤出机上接枝和挤出造粒,该料称为A料,同时还提供催化剂和着色剂的母料,称B料。
10KV硅烷交联电缆料
一、描述
硅烷交联聚乙烯绝缘料,由95 份硅烷接枝低密度聚乙烯料(简称A 料)和5 份催化剂母料(简称B 料)组成,适用于10kV 及以下
中低压电线电缆。
本产品采用电缆料专用高洁净度低密度聚乙烯树脂及成熟的接枝工艺,杂质含量低,主要具有以下特点:
◆该产品适合挤压式、半挤管式和挤管式模具生产;
◆使用该产品生产的电缆线面光亮、放线速度快,有利于提高生产效率;
◆杂质含量极低,电性能优异。
二、规范
所制电缆经温水交联后符合IEC 60502-2004,GB/T12706-2002。
以上1-4 项典型值数据为A、B 料按95:5 均匀混合后采用挤片法制成1mm 样带,90℃煮水4 小时后获得的;5-9 项典型值数据为A 料采用模压法制样,制样条件为180℃、
15min、
液压机压力大于15MPa。
聚乙烯工艺学习总结聚乙烯工艺学习总结聚乙烯学习总结一、基础知识概述聚乙烯(PE)是通用合成树脂中产量最大的品种,是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品,其中由于LLDPE和HDPE的分子链均具有高度线性化,又统称为线性聚乙烯。
线性聚乙烯为乙烯和少量α-烯烃的共聚物,其生产方法主要有气相法、高压法、淤浆法和溶液法。
而在聚乙烯生产的各种工艺中,气相法生产工艺的流程简单、操作压力低、不需要溶剂、产品密度可以在很宽的范围变化,因此,气相法工艺自20世纪60年代末开发成功以来,发展迅速,目前已成为聚乙烯工业的主要生产工艺。
二、工艺流程火炬火炬CWH2自C1205/06来E2105A/B过滤器C2107Y5010C2112干燥E5217/18除COY5223A/B低压储罐C5202过滤器K5206排放气回收压缩机Y5219E5205高压冷却/冷凝器N2E5208/9己烯-1E1009.C1004/5/6干燥器C5210高压储罐缓冲罐C5211乙烯LSE201*C2104除乙炔E2106火炬N2C2109除OC2113除CO2C4101/3/6/8C5009产品净化仓丁烯-1C1029丁烯罐C1901己烯罐E1001C1008LSY5019底部产品净化仓过滤器S6221母料树脂输送机LSLCLS罐G5212/13低压凝液回流泵G5215/6高压凝液回流泵C1007共聚单体缓冲罐E1011E40072E40073E4007S5011旋转加料器MCWG1936/37G1916/173G1002/34002A3G40043G4005D4010大气大气E6222母料树脂冷却器S6243卸桶站Y4901D6005种子树脂3C4040/41Y5012振动筛D6227母料缓冲仓S6220母料掺混器S6241固体添加剂卸桶站H2自C1205/06来3E2105A/B3C2107丁烯-13C2113干燥容器V4036/37催化剂加料器高压氮气催化剂Y6201换向阀大尺寸树脂至料桶除COS6211粉料加料器CWS6223母料加料器S6240固体添加剂加料器乙烯LSE201*3C2104除乙炔3E2106母料添加剂Y6260混合器加料斗及放空过滤器过滤器2Y5219Y7004熔融泵3C4101产品分离罐热水3C4106产品分离罐2K5206排放气回收压缩机2E52052E5208/92C52103C2109除O3C2133A/B除CO2浆料催化剂LSLCC4001乙烯Y7001混炼机高压氮气RO调节剂钢瓶高压N2E1110N2LPSE1108氮气预热C1109除ON2CWK4003H23E4002调节剂钢瓶高压冷却/冷凝器高压储罐缓冲罐2C5211MC4101/3/6/8K1102/3低压储罐3C4103产品吹出罐高压氮气乙烯吹扫气3C4108产品吹出罐LCC1109A除OC1112干燥C1104缓冲罐3C1114脱CO3C1113脱CO过滤器2Y5223A/BC2104/3C2104火炬CW3E1409N22C5009产品净化仓2Y50102E5217/182C52022G5215/6高压凝液回流泵2G5212/13低压凝液回流泵Y7010粒料干燥器Y7009团块去除D7030Y8036分配器Y7005筛网Y7006膜板Y7007水下切粒机N2E1207E1209后冷器火炬2Y5019底部产品净化仓过滤器D7008造粒水箱K1201/2CWE1203G1406A/BC1402A/B戊烷油干燥器C2107C21093C21072C2109戊烷油3C1408LSLSH2CWH2C1407戊烷油脱气塔缓冲罐D8004料仓2S5011旋转加料器罐MC1403戊烷油罐CWE1411MG7012/13粒料水泵C1208甲烷化C1205干燥器C1109C1109AE14013G1412A/B2Y6201换向阀2Y5012振动筛2D7030包装大尺寸树脂至料桶2Y7010粒料干燥器2Y7009团块去除2Y7005筛网2Y7006膜板2Y7007水下切粒机2S6243卸桶站S6220母料掺混器2S6221母料树脂输送机2Y8036分配器2S6241固体添加剂卸桶站3S6211粉料加料器2E6222母料树脂冷却器2Y7001混炼机N2C1513T2加料罐C1502液封罐3G1504/5T2加料泵排放罐2D7008造粒水箱2S6240固体添加剂加料器2S6223母料加料器D6227母料缓冲仓2Y6260混炼机加料器2D8004料仓2Y7004熔融泵空气T2钢瓶G1514A/B矿物油桶C1512矿物油卸料罐包装2G7012/13粒料水泵乙烯聚合工艺包括:高压聚合和低压聚合(淤浆法溶液法气相法)高压法聚合反应器有管式反应器和釜式反应器两种1、高压法生产工艺2、淤浆法生产工艺3、溶液法生产工艺4、气相法生产工艺三、气相聚乙烯催化剂1、铬基催化剂包括氧化铬催化剂和有机铬催化剂,它们是由硅胶或硅铝胶载体浸渍含铬化合物而生成的。
氨基硅烷偶联剂与聚乙烯醇(Polyethylene glycol,简称PEG)之间可以发生反应。
偶联剂是一种化学物质,可以在不同材料之间建立连接或增强其界面结合。
氨基硅烷偶联剂具有一个或多个氨基和硅烷基团。
当氨基硅烷偶联剂与聚乙烯醇接触时,可能会发生以下反应:
1.非共价作用:氨基和羟基之间可能发生氢键形成,这种非共价作用可以增强两者之间的
相互结合。
2.反应生成酯键:氨基和聚乙烯醇中的羟基之间可以发生酯化反应,形成酯键。
这种反应
通常需要催化剂存在下进行。
3.交联反应:氨基硅烷偶联剂的硅烷基团可以与聚乙烯醇中的羟基发生硅-氧-碳键的形成,
从而引发交联反应。
这种反应可以改变聚乙烯醇的物理性质和溶解度。
这些反应可能会导致聚乙烯醇与氨基硅烷偶联剂之间的化学结合或物理交互作用,从而改变聚乙烯醇的性质。
这种反应可以用于改善聚乙烯醇与其他材料(如陶瓷、玻璃、纤维等)的黏附性能,增加聚乙烯醇的稳定性和应用范围。
需要注意的是,具体的反应机制和产物可能受到使用的氨基硅烷偶联剂和聚乙烯醇的特性以及反应条件的影响。
因此,在具体应用中,需要根据实际情况进行适当的配比和反应条件的优化。
第五章硅烷交联技术第一节硅烷交联工艺硅烷交联是在温水中进行的,故又称为温水交联。
这种方法设备简单,价格便宜,工艺灵活,可以着色,改变规格时不需浪费大量电缆,所以是生产中、低压电缆的比较合适的方式。
一、硅烷交联的化学反应硅烷交联是化学交联的一种,它有两步法、一步法和共聚法等多种方法。
但它们的化学反应基本相同,其化学反应过程大致如下:1、引发剂DGP分解成游离基2、在DCP的触发下,吸引乙烯链上的氢,使聚乙烯分子链生成游离基(也称为脱氢反应)···——CH2——CH2——CH2——···+···——CH2——CH2——CH2——···+3、生成接枝聚乙烯后游离基接枝剂以A151(乙烯基三甲氰基硅烷)为例:···——CH2—CH—CH2—···+CH2=CH—Si(OCH3)生成接枝聚乙烯接上了含有硅氧烷基的枝链CH2—CH—Si(OCH3)3···—CH2—CH—CH2—···+···—CH2—CH2—CH2—···CH2—CH—Si(OCH3)3···—CH2—CH—CH2—···+ ··—CH2—CH—CH2—···4、水解缩合生成硅醇,最后形成全部硅烷分子接到聚乙烯烯链上去。
有两种反应机制:从上面反应式可以看出,硅烷交联反应与一般化学交联一样,DCP 分解,在聚乙烯上形成接点。
由于硅烷与聚乙烯接枝,进一步常规化学交联受到阻止,同时接点从聚乙烯链上移到硅烷分子上,。
当硅烷分子在别的聚乙烯上吸取一个H,从而起到进一步接枝的传播作用。
聚乙烯硅烷交联电缆料催化剂是一种特殊的催化剂,它在聚乙烯电缆料的生产过程中起到关键的作用。
通过使用这种催化剂,可以实现聚乙烯分子链的交联,从而提高电缆料的物理机械性能、耐热性能和电气性能等。
硅烷交联聚乙烯催化剂具有多种优异的性能,如高交联率、高热稳定性、低晶点、低过氧化值和低挥发性等。
这些特性使得它在电缆料的生产中具有显著的优势。
例如,高交联率可以使聚乙烯的物理力学性能得到明显提升,而高热稳定性则允许在高温下进行加工,避免了因加工温度过高而导致的降解现象。
此外,由于硅烷分子中的苯基团和聚乙烯基质的相容性较好,这使得硅烷交联聚乙烯催化剂在电缆料中能够实现良好的分散和相容性,进一步提高了电缆料的综合性能。
总的来说,聚乙烯硅烷交联电缆料催化剂是一种高效、环保且多功能的催化剂,它在电缆料的生产和加工过程中发挥着重要的作用,为电缆行业的发展提供了有力的支持。
过氧化物交联聚乙烯管材(PE –X a ) 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。
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。
∙→RO 2ROOR2、引发聚乙烯的脱氢反应 ~2CH ―2CH ~ + →∙RO ~2CH ―H C ∙~ + ROH 3、碳―碳交联,形成网状结构。
2~2CH ―H C ∙~ → ~ 2CH ― CH ~ ∣ ~ 2CH ― 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。
再谈交联聚乙烯绝缘的热收缩交联聚乙烯电缆料(XLPE)经交联工艺能使绝缘料的聚集态结构处于合理状态,可使电力电缆长期工作温度提高到90℃,瞬时短路温度为170℃~250℃,优良的电性能不变而其他性能得到提高和增强。
因此交联聚乙烯电缆的使用范围越来越广。
但是笔者在试验中发现,小面积的电缆由于绝缘材料和导体的接触面积相对较小,尤其是单芯导体表面光滑圆整附着力不够时,绝缘的热收缩较大,难以达到国家标准GB/T12706-2008《额定电压1kV (Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件》中规定的不大于4%的要求,而较大面积,电压等级较高的电缆,由于绝缘和导体接触面积较大,绝缘厚度比较大,这一试验则较易合格。
绝缘热收缩试验不合格的电缆在使用过程中,随着时间的延长,因绝缘产生的收缩量过大,有可能导体产生裸露,产生触电危险,所以在生产中要尽力解决好这个问题,提高电缆的产品质量。
那么哪些因素会对绝缘热收缩产生影响,又有什么原因会导致了绝缘热收缩试验不合格呢?PE是一种结晶型聚合物,在加热的环境(熔融温度)下受到剪切和牵引拉伸作用,使得PE分子的晶粒沿拉伸方向(纵向)尺寸增大、横向尺寸减小,有序性提高,即PE分子发生取向,使晶核数量增加,结晶时间缩短,结晶度增大,取向加强。
但当成品XLPE绝缘电缆放置在室温下时,因XLPE绝缘挤出时产生的内应力(收缩应力)增大,使得结晶的XLPE分子容易解取向(回缩的趋势)。
而这几个因素,又主要与熔融温度和时间、冷却速度、外力(牵引拉伸)作用以下这三方面有关。
1)熔融温度和时间在高于熔体温度时,结晶型聚合物为含有晶核的熔体,且熔融时间越长晶核的数量越少。
因此在电缆绝缘挤出过程中,XLPE绝缘料的加热熔融温度越高、在加热温度下停留的时间(保温时间)越长,晶核的数量将越少,PE的结晶性能越低,有利于降低绝缘的结晶度,可使绝缘热收缩达到标准要求。
2)冷却速度聚合物熔体从熔体温度以上冷却到玻璃化温度以下的温度降低速度称为冷却速度,冷却速度是影响聚合物结晶的关键。
塑料科技 4 Sum. 144 30 PLAST ICS SCI. amp TECHNOLOGY August 2001 文章编号: 1005 33602001 04 0030 04 聚乙烯的硅烷交联技术及应用王秀丽齐鲁石化股份公司树脂研究所山东淄博255400 摘要: 详讨论了聚乙烯交联的各种技术介绍了硅烷法聚乙烯交联技术的原理原料工艺及应用。
细讨论了内部水引发硅烷水解交联的几种方法解决了厚壁制品交联困难的问题。
关键词: 聚乙烯硅烷交联内部水中图分类号: TQ325 12 文献标识码: A 为键桥材料在聚合物大分子链间形成化学共价键以1 前言取代原先的范德华力使分子构成三维立体网络其化学过程原理是通过游离基引发剂如过氧化物的作用聚乙烯改性的方法较多交联改性是其化学改性将硅烷的乙烯基与聚乙烯接枝从而生成含有三氧基聚乙烯经交中商业应用最广也是最成功的方法之一。
硅酯的聚合物此硅酯基水解后生成硅醇基通过硅醇联后其冲击强度、耐热性能和耐化学品性能得到提的缩聚反应交联而成交联聚乙烯。
硅烷交联聚乙烯的高同时也可提高其耐蠕变性能、耐磨性能、耐环境应具体反应历程见资料 1 。
交联产物中还可加入较高力开裂性能和粘接性能等。
量的填料而材料的性能不会有明显的降低因此交联3 原料聚乙烯在电线电缆、热水管、热收缩套管、包封膜及阻导电等功能材料方面的应用日益广泛。
燃、目前聚乙烯 3 1 基础树脂的交联主要有三种方法: 过氧化物交联法、辐射交联法大分子聚乙烯种类牌号较多往往由于熔融指数、和硅烷交联法。
内部结构以及添加助剂不同都会对交联聚乙烯的凝辐射交联生产工艺简单化学纯度高但设备投资胶率有影响。
近年来为改善各种交联材料的综合性能及特殊使用性能从原料等多方面进行了改进基础树过巨大有辐射污染交联度不易控制因而不易推广。
脂选择方面集中在基础树脂的改进及共混改性上。
氧化物交联由于生产时要求苛刻的条件控制带来了基础树脂改进的典型例子是日本专利工艺上的困难加工温度稍高就会导致过氧化物迅速 2 JP10193468 采用茂金属催化的聚乙烯 d 0 932分解使聚乙烯过早交联制品表面粗糙甚至不能进3 0 940g/ cm用两步法生产交联聚乙烯管材凝胶含硅烷法交联技术在工艺上则有其独特的优一步成型。
一步法硅烷交联聚乙烯配方1. 什么是一步法硅烷交联聚乙烯?好嘞,今天咱们来聊聊一步法硅烷交联聚乙烯,听起来可能有点高大上,但别担心,咱们会把它说得简单明了。
首先,硅烷交联聚乙烯,简称PEX,简单来说,就是一种非常牛的塑料,用在各种管道和电线里,绝对是家居生活的小英雄。
想想吧,当你打开水龙头,水流淌而出,这背后可都是它在默默奉献呢。
1.1 一步法的魔力说到一步法,咱们得给它点掌声。
为什么呢?因为传统的交联方法往往需要两步走,繁琐得让人头疼。
而一步法可就简单多了,直接一锅端,把硅烷和聚乙烯混合后,一次性搞定交联。
这个过程就像是在厨房里做菜,简单又方便,省时省力,最重要的是,做出来的菜(也就是聚乙烯)质量那是杠杠的!1.2 这个配方的神奇之处那你可能会问,这个一步法的配方到底有什么神奇之处呢?首先,材料的选择非常讲究,咱们得选用高质量的聚乙烯,再加上合适的硅烷,这样才能确保最终产品的强度和韧性。
就好比你做蛋糕,面粉、鸡蛋、糖,这些材料得搭配得当,才能做出松软可口的蛋糕。
再加上交联后的聚乙烯,耐高温、耐腐蚀,简直是工业界的“铁人”。
2. 配方的构成接下来,咱们聊聊具体的配方构成。
其实这玩意儿并不复杂,就像搭积木一样,几个主要材料加一块,就能拼出个高大上的聚乙烯。
2.1 主要成分首先,你需要聚乙烯(PE),这是基础材料,得有它才能开始。
然后是硅烷,通常选用乙烯基硅烷,这玩意儿可厉害了,能帮聚乙烯在高温下交联,提升强度。
接下来,还有一些辅助剂,比如交联剂和催化剂,它们就像是幕后推手,默默在背后推动反应,保证一切顺利进行。
2.2 调配比例配方的比例就像做饭时加盐的量,太多太少都不行。
一般来说,聚乙烯和硅烷的比例大概在100:1到100:2之间,这个得根据实际情况调整。
而交联剂和催化剂的量,通常是按总重量的千分之一来计算,轻重得当,才能做到味道恰到好处。
3. 制作过程好了,接下来咱们进入到制作过程。
别担心,这过程一点也不复杂,跟做家常菜似的,只要有心,就能搞定。
乙烯基三乙氧基硅烷交联聚乙烯乙烯基三乙氧基硅烷(简称VTEOS)是一种常用的交联剂,可用于聚乙烯的交联改性。
在这篇文章中,我们将详细介绍VTEOS交联聚乙烯的性质、制备方法、应用以及其对聚乙烯性能的影响。
VTEOS交联聚乙烯具有良好的热稳定性、机械性能和绝缘性能,因此在电线电缆、汽车线束、管道和绝缘材料等领域有广泛的应用。
首先,让我们来了解一下VTEOS的制备方法。
VTEOS的合成方法通常采用光氧化聚合反应。
具体步骤为:将VTEOS引入反应器中,加入适量的光引发剂,并进行紫外光照射。
通过这一反应,VTEOS分子中的乙烯基与三乙氧基硅烷基发生聚合反应,形成交联剂VTEOS。
VTEOS交联聚乙烯的制备方法主要有两种:热交联和辐射交联。
热交联方法是将VTEOS交联剂加入聚乙烯中,经过高温热处理,使交联剂与聚乙烯分子发生化学反应,形成交联结构。
而辐射交联方法则是利用电子束或γ射线辐照聚乙烯/VTEOS混合物,通过电离辐射的能量使交联剂与聚乙烯发生化学交联。
VTEOS交联聚乙烯的应用广泛且多样化。
首先,VTEOS交联聚乙烯在电线电缆行业中有重要的应用。
由于其优异的绝缘性能和耐热性,VTEOS交联聚乙烯可以用于制造高压电缆和电线,能够有效降低电线电缆的电阻和损耗,提供更好的电气性能。
其次,VTEOS交联聚乙烯在汽车行业也有广泛的应用。
交联聚乙烯材料可以用于制造汽车线束,提高汽车电路的可靠性和耐用性,同时还能够提供优异的耐高温性能,适应汽车工作环境的需求。
此外,VTEOS交联聚乙烯还可以用于制造高温管道和绝缘材料。
由于其热稳定性和耐高温性能,VTEOS交联聚乙烯在高温管道输送介质时具有出色的耐腐蚀性和耐老化性能。
同时,VTEOS交联聚乙烯也可以用于制造绝缘材料,提供更好的绝缘性能,确保电器设备的正常运行。
总结起来,VTEOS交联聚乙烯作为一种重要的交联剂,在电线电缆、汽车线束、管道和绝缘材料等领域具有广泛的应用。
二步法硅烷交联聚乙烯配方试验总结
2009年11月
本试验的目的是采用价格较低的LLDPE(吉林石化,7042)代替LDPE作为二步法Si-XLPE的主要原材料进行配方设计与优化,以期能减少配方成本。
主要原材料树脂如表1所示:
表格1 二步法硅烷交联聚乙烯试验用树脂列表
1.小样试验工艺及参数的确定
为了保证试验方法的准确性,排除因试验条件的不一致而对试验结果产生不利影响,对小试工艺进行了调整,采用了不同的工艺及设备进行试验最终确定一种合理的试验方法。
1.1试验一:利用与哈普杂质检测仪连接的小型单螺杆挤出机放片(11月4日~7日)
按表2配方将混合树脂与硅烷油装入铝塑袋,热封后混匀放置一夜。
按表3中工艺设定在哈普杂质检测仪的挤出机上放片,A料与B料按95:5投放。
表格2 A料配方表(Ⅰ)
表格3 工艺设定(Ⅰ)
结果与分析:
物料从口模出来明显的流动性太大,经过辊压后料片非常薄(约0.2mm),并且随着混合LLDPE中高熔融指数(6101)比例的增加,物料的流动性更大,温度不到165℃已经不易加工;随着2426H含量的增加,料片的表面光洁度得到改善。
由于LLDPE分子链呈线性,支链少,所以用LLDPE代替LDPE时硅烷油用量相应减少;高熔指LLDPE吸附在树脂表面,实际上加宽了分子量分布,可以改善加工流动性及断裂伸长
率;LDPE使材料的表面性能更好。
所以下一步试验确定减少高熔融指数的LLDPE,增加LDPE,对于硅烷油用量需进一步确定。
1.2 试验二:单螺杆挤出机一步挤出(硅烷用量试验)。
(11月7日~10日)
将表4中树脂与硅烷油充分混匀,用铝塑袋热封放置一夜,按A料:B料=95:5投料,按表5中工艺参数放片,将所放料片水浴90℃煮4小时测性能。
表格4 A料配方表(Ⅱ)
表格5 工艺设定(Ⅱ)
结果与分析:
表格 6 二步法Si-XLPE性能测试(Ⅱ)
S1105与S1106-1测定热延伸时,样片与200℃夹子接触立即熔断;S1106-2性能合格。
两者均较黄,表面有小毛点,光泽度不佳,加工时流动性仍较大。
现阶段遇到的问题是:⑴采用一步法来解决二步法硅烷交联聚乙烯的配方试验,与实际生产工艺差距到底有多大仍不确定。
考虑尝试在转矩流变仪进行“密炼”,然后在单螺杆挤出机放片。
⑵关于接枝率以及所用配方的加工流动性,经讨论考虑采用测熔融指数来进行比较。
⑶加工流动性较大,一是考虑减少8320用量,二是考虑将8320算进B料避免其接枝;⑷硅烷油量可适当减少,其中DCP的含量亦可考虑减少。
1.3试验三:利用熔融指数来指导配方设计(11月10日~11月16日)
混合树脂熔融指数的测定:
表格7 混合树脂熔融指数
选择熔融指数与目前生产用料相接近的2号80:5:15树脂进行后续试验。
加入1.38份硅油,用转矩流变仪分别密炼5min、10min后测熔融指数,结果为0.45g/10min 、0.36g/10min 。
按此配比用单螺杆挤出机放片测性能:
表格8 A料配方表(Ⅲ)
结果与讨论:
表格9 二步法Si-XLPE性能测试(Ⅲ)
S1107配方性能基本达到要求,表面光洁度一般,色泽略黄。
考虑减少硅烷油中DCP 含量,重新配置硅油进行试验。
1.4试验四:采用新配硅油(11月14日~19日)
硅油中DCP百分含量降至7折,按如下比例放片:
表格10 A料配方表(Ⅳ)
结果与讨论:
表格11 二步法Si-XLPE性能测试(Ⅳ)
与S1107相比,重新配制的硅烷油制得的料片颜色稍浅,表面毛糙点更少,热延伸略大。
由于DCP在硅烷交联聚乙烯中只起引发剂的作用,DCP本身又可导致C—C交联,减少DCP 用量可以使颜色更浅,表面更光洁。
2. 90-3生产线试料记录
2.1试料一(11月21日):
为了不破坏连续生产,采用目前所用硅烷油,按试验三中确定的树脂比例在90-3生产线试料。
由于小样试验所用树脂2426H已经用完,选用熔融指数接近的LF0190生产。
2009年11月21日8点半,90-3生产线停机清理之前,按表12比例生产A料:
表格12 二步法硅烷90-3生产线试料S091101
试料结果:
表格13 试料性能测试
料子发黄,而且料中很多交联料颗粒;放片表面很多细小毛点,但是光泽度还较好。
料发黄可能是硅烷油的用量太大;由于是在正常停机清理之前试料,机筒内累积了较多交联料,高粘度的8320很容易将交联料带出;毛点可能是DCP量过多引起微交联。
总体而言,热延伸为65%,而且A料熔融指数为0.45 g/10min(0.6~0.8较好),还有必要减少硅烷油的用量。
2.2试料二(11月22日):
如上分析,为了避免交联料带出而影响进一步验证物料其他性能,在螺杆清理完毕后重新试料,减少硅烷油用量;另一方面,做不加8320树脂的材料进行比较。
2009年11月22日8点开机,按表14、表15中比例试料:
2.2.1
表格14 二步法硅烷90-3生产线试料S091102
工艺温度同前,试验电流690~700A。
2.2.2
表格15 二步法硅烷90-3生产线试料S091103
试料结果:
表格16试料性能测试
少许毛点。
按照之前的分析,正常生产时可以考虑重新配硅烷油,减少DCP含量,A料的熔融指数应该能达到0.6以上。
试料时电流在620A、700A之间,比以LDPE为主时的电流大很多,这一点在正常生产时必须考虑。
该配方基本成型,具体问题在生产时可以继续追踪。
3.成本计算:
按照S091103计算成本如表17所示:
按LDPE价格12400元/吨、LLDPE 10900元/吨,计算目前所生产的配方成本为:12500元/吨,相差920元/吨。
詹陶
2009.11.22。