交聯(lián)聚乙烯泡沫是一種新型材料,它以塑料(聚乙烯)為基本組分,含有大量氣泡,因此也可以說(shuō)是以氣體為填料的復(fù)合塑料。聚乙烯具有質(zhì)輕、省料、熱導(dǎo)率低、隔熱、隔音性能好、能吸收沖擊荷載、具有優(yōu)良的緩沖性能、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、日用品等方面得到了廣泛應(yīng)用。
結(jié)晶型聚合物(如PE)的粘度在溫度超過(guò)其熔點(diǎn)時(shí),將出現(xiàn)急劇下降,這種特性對(duì)發(fā)泡成型極為不利,因?yàn)榘l(fā)泡成型需要聚合物具有適宜的粘性和彈性,以保持住氣泡。交聯(lián)的目的就是使聚合物的粘彈性增加,使適宜發(fā)泡的溫度范圍加寬,便于生產(chǎn)操作控制。
常用的聚合物交聯(lián)方法有輻射法和化學(xué)法,這兩種方法的目的都是使聚合物分子產(chǎn)生自由基,然后相互交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)。
電子交聯(lián)需專用的工業(yè)電子加速器加工;瘜W(xué)交聯(lián)常用交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯(DCP)和助交聯(lián)劑。
電子交聯(lián)(又稱輻射交聯(lián))
電子交聯(lián)就是用高能高速運(yùn)動(dòng)的電子束穿過(guò)被輻射的物質(zhì)(這里指PE介質(zhì)),而引起介質(zhì)的交聯(lián)反應(yīng)。電子是原子的組成部分,體積比原子小很多。原子是構(gòu)成分子的基本物質(zhì)。原子由原子核和電子組成,原子核幾乎占有原子的全部的質(zhì)量,但體積卻很小,其外圍空間分布著環(huán)原子核高速運(yùn)動(dòng)并有各自軌道的電子。這樣高能高速運(yùn)動(dòng)的電子就能穿透由原子、分子組成的物質(zhì)。但另一方面,電子是荷電粒子,質(zhì)量又小,當(dāng)電子束與物質(zhì)相互作用時(shí),受介質(zhì)分子(原子)庫(kù)侖場(chǎng)作用,能量迅速損失,引起較大的能量吸收,故穿透力低,射程短,因此被輻照介質(zhì)的厚度有限。一般1Mev的能量可以穿透2mmPE板材。
輻射加工用高能電子束是工業(yè)電子加速器給出的被高壓電場(chǎng)加速的具有相同能量的電子流,并且該電子流是定向的,能量和束流都可調(diào)。
快速電子射入物質(zhì)后,與原子的電子和原子核發(fā)生相互排斥和吸引的靜電作用,電子束流的大部分能量消耗在和軌道電子的相互作用即原子的激發(fā)和電離上。激發(fā)就是半徑較小軌道上的電子過(guò)渡到半徑較大的軌道上。電離就是軌道電子脫離開(kāi)原子。電離和激發(fā)所需的能量(約為30ev)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于加速器給出電子束流的能量,所以加速器給出的高能電子要在物質(zhì)中進(jìn)行多次碰撞(電離和激發(fā))后才能把能量消耗掉,并且伴隨每次碰撞其飛行方向也隨之改變,這樣能保證輻射的均勻性。
不是所有的高分子都能進(jìn)行電子輻射交聯(lián),并且交聯(lián)和裂解是同時(shí)進(jìn)行的,但總有一方面是主要的,這樣就有電子輻射交聯(lián)型和裂解型聚合物之分。如聚乙烯、EVA、乙丙共聚物等屬于能進(jìn)行輻射交聯(lián)的物質(zhì)。
高聚物(指交聯(lián)型的)吸收輻射能后使分子產(chǎn)生電離或激發(fā):R~~→R++e-(電離)
R~~→R*(或還有R**)( R*激發(fā)態(tài) ,R**高能激發(fā)態(tài))
這兩個(gè)狀態(tài)都是不穩(wěn)定態(tài),亦或叫活性自由基,只要具備以下兩個(gè)條件就可以進(jìn)行加氫或抽氫自由基重排等便于交聯(lián)的反應(yīng):①兩個(gè)自由基相距很近②聚合物自由基的分子鏈可以自由運(yùn)動(dòng)。在結(jié)晶型聚合物的晶區(qū)內(nèi)難以發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(結(jié)晶內(nèi)部聚合物分子的運(yùn)動(dòng)受到束縛),交聯(lián)主要在晶區(qū)外發(fā)生。交聯(lián)類型有:H型交聯(lián)與T型交聯(lián)。