硅烷交联高密度聚乙烯热收缩材料性能的研究
导读:利用硅烷交联的工艺方法制备了高密度聚乙烯（HDPE）热收缩材料，研究了引发剂过氧化二异丙苯（DCP）和过氧化二特丁烷（DTBP）含量的变化对复合热收缩材料拉伸强度、断裂伸长率、维
来源：未知
发布日期：2020-04-07 14:55【大 中 小】
热收缩材料又称高分子形状记忆材料，是高分子材料与 辐射加工技术结合的一种智能型材料，即利用高分子聚合物 “弹性记忆”原理，以橡塑材料为基料，经混炼、成型、交 联、加热、扩张、冷却定型而制成的功能性高分子材料。
热收缩材料都具有两相结构，即由记忆起始形状的固定 相和随温度变化而可逆地固化、软化的可逆相组成。共聚 物交联反应后，大分子的加入使分子间链段伸展、运动，撤 去外力可恢复原状，此种现象称之为高弹形变。经交联反应， 原来的线形结构转变成三维立体网状结构，加热到其熔点以 上时不再熔化，而且在很宽的温度范围内表现出弹性体的性 质。 聚乙烯(PE)的交联技术是聚乙烯改性的重要手段之一。
交联聚乙烯与普通聚乙烯相比，具有卓越的电绝缘性能和更 高的冲击强度及拉伸强度，具有突出的耐磨性，优良的耐应 力开裂性、耐蠕变性及尺寸稳定性，耐热性、耐低温性、耐 老化性、耐化学药品性、耐辐射性也很好。因而被广泛应用 于化工、建筑、汽车、机械、电力、包装、农业等行业。近 年来，国内外在聚乙烯交联改性方面的研究开发非常活跃。
双螺杆挤出机：SHJ-20 型，南京杰恩特机电有限公司； 转矩流变仪：XSS-300，上海科创橡塑机械设备有限公司； 平板硫化机：XLB-350X，上海第一橡胶机械厂；微机万能 控制电子实验机：SYD-2801E，上海昌吉地质仪器有限公司； 维卡温度测定仪：XWB-300C，仪承德鼎盛试验机检测设备 有限公司；
试样制备
（1）交联母料 A 高密度聚乙烯、有机硅烷、不同组份引发剂在常温下进 行混合，然后挤出、造粒，挤出温度为 160℃-215℃，得到 可交联母料 A，母料 A 的色泽偏绿色，比高密度聚乙烯明显 暗一些。
（2）催化母料 B 料 聚乙烯、催化剂、抗氧剂 1010 在常温下进行混合，然后 挤出、造粒，挤出温度为 160℃-195℃，得到催化母料 B，母 料 B 在外观上和高密度聚乙烯基本一致。
（3）交联复合材料的制备 母料 A、母料 B，组份混合比例为 95:5 常温下混合，挤 出、造粒，挤出温度为 160℃-215℃，熔融混炼出片，开炼 温度 160℃，模压成型，最后水煮交联，水解时间 12h。
性能测试
1.4.1 拉伸强度性能 拉伸性能测试参照 GB1040-79 进行，拉伸速度 100mm/ min。
1.4.2 维卡软化点 维卡软化点测试参照 GB1633-2000 中 A 法进行测试。
1.4.3 凝胶含量 取交联后的样品 0.5 g 左右，用 120 目铜网包住后称量， 放入回流装置中，以二甲苯为溶剂，沸腾回流 10h，然后取 出试样包，110℃真空干燥 4 h，取出称取质量，经计算可得 凝胶含量 。凝胶含量=(m2-m1)/m0×100%，式中：m0试样原质 量(g)；m1 滤纸和滤网的质量(g)；m2 凝胶、滤纸和滤网的质 量(g)。
1.4.4 热收缩率实验 热收缩率实验根据 GB/T34848-2017 中规定进行。
不同引发剂对复合热收缩材料热收率的影响
为复合热收缩材料的热收缩率与不用引发剂用量的 关系，热收缩率随引发剂的加入量的增多而逐渐增加，热收 缩材料的交联程度也提高，交联使得链段更密集，链段堆积 形成网格结构。但当引发剂含量达到硅烷交联高密度聚乙烯 的饱和点时，共聚物体系热收缩率反而下降，交联程度也下降。
不同引发剂含量对复合材料断裂伸长率的影响
复合热收缩材料的断裂伸长率随着引发剂的 加入而呈现明显的下降趋势。交联反应后，复合体系凝胶含 量增加，三维网格结构的形成使分子链段之间的排列和取向 受到限制，致使复合体系断裂伸长率下降。曲线出现拐点也 是因为复合体系凝胶含量的下降导致的。
结论
上海昌吉石油仪器使用硅烷交联方法制得高密度聚乙烯复合热收缩材料， 在有机硅烷和催化剂一定比例下，复合材料体系的凝胶含 量随引发剂（DCP 和 DTBP）加入量的增加而增大趋势，但 当引发剂含量增加到交联程度饱和限值时，凝胶含量明显 下降。
高密度聚乙烯经硅烷交联反应形成立体网络结构，高分 子链之间的几何排列状态的改变引起复合体系力学性能、热 收缩率和耐热性能的变化，并且交联复合体系性能都与凝胶 含量有着直接对应关系。
在硅烷交联高密度聚乙烯的反应中，以 DCP 和 DTBP 作为 引发剂时，加入量为 0.12 份时，复合体系的综合性能最好， DTBP 作为引发剂时影响效果更显著。
