輻射交聯(lián)聚乙烯熱縮管的研制

應(yīng)用60Coγ射線對(duì)聚乙烯管進(jìn)行一定劑量的照射，可以制造熱收縮管。本文介紹了熱縮管的性能及制造工藝

關(guān)鍵詞：輻射交聯(lián)  熱收縮管 熱縮管
 

熱縮管是由高分子材料經(jīng)過輻射交聯(lián)改性后制成的，具有耐磨、絕緣、密封、防腐蝕等優(yōu)良性能。尤其是具有記憶效應(yīng)，加熱后能夠收縮到預(yù)定的形狀和尺寸。近年來(lái)，在通信、電力、石油、電子等部門得到迅速發(fā)展。

生產(chǎn)熱收縮材料通常有化學(xué)交聯(lián)和輻照交聯(lián)兩種方法。二者比較，輻照交聯(lián)法具有操作簡(jiǎn)單，工藝穩(wěn)定，交聯(lián)均勻，節(jié)省能源，不產(chǎn)生污染等優(yōu)點(diǎn)。

熱縮管的性能

熱縮管加熱到160℃左右時(shí)，能收縮，其收縮比一般在2.0-3.0之間。

耐熱性能好，一般未經(jīng)交聯(lián)的聚乙烯管材的長(zhǎng)期使用溫度不能超過60-70℃，當(dāng)溫度達(dá)到105-110℃時(shí)，便熔滴。輻照交聯(lián)后的熱縮管的長(zhǎng)期使用溫度可以達(dá)到120℃，大大提高了耐熱性能。

有較好的機(jī)械性能，其抗張強(qiáng)度可達(dá)到15MPa以上，斷裂伸長(zhǎng)率可以達(dá)到400%以上。

有良好的電氣性能，介電強(qiáng)度可達(dá)到20kV/mm以上，體積電阻率大于1x10的14次方Ω●cm。

交聯(lián)產(chǎn)生了對(duì)有機(jī)溶劑不溶的凝膠體，提高了耐油和耐溶劑性能。

熱縮管的上述性能均優(yōu)于相同基質(zhì)的聚乙烯管材，使其成為一種新型的高分子功能材料。

熱縮管的研制

1.工藝流程簡(jiǎn)述

選用新鮮的聚乙烯作基料，添加適當(dāng)數(shù)量的添加劑后進(jìn)行混料，造料，形成配方專用粒料。用塑料擠出機(jī)擠塑成所需要的管材，再對(duì)管材進(jìn)行輻照處理。然后按照需要對(duì)管材進(jìn)行加熱擴(kuò)張，定型后即成為熱縮管。其流程示意圖如下所示。
 

2.配方試驗(yàn)

選擇不同牌號(hào)的聚乙烯作基料，按不同配方加入添加劑量的輻照處理，用二甲苯萃取法測(cè)定樣品中的凝膠含量，作出輻照劑量凝膠含量的關(guān)系曲線，作為選擇配方的依據(jù)之一。試驗(yàn)的部分結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，4種配方都可使用，但以1和2較好。

圖1 輻照劑量和交聯(lián)度的關(guān)系

3.輻照試驗(yàn)

輻照劑量的大小和不均勻程度，輻照方式和氣氛因素，對(duì)熱縮管的質(zhì)量有較大影響。若輻照劑量較低，熱縮管的交聯(lián)度偏小，使熱收縮性能和耐性能下降。若輻照劑量高到超過某一范圍，熱縮管的交聯(lián)達(dá)到飽和，使機(jī)械性能下降。輻照劑量的不均勻度超過一定的數(shù)值時(shí)，真有一定幾何尺寸的同一根熱縮管的不同部位的交聯(lián)度可能出現(xiàn)較大偏差而影響質(zhì)量。表1和表2列出了部分試驗(yàn)結(jié)果。

表1  輻照劑量對(duì)熱縮管的影響

對(duì)幾何尺寸為1120mmx1260mm的單板源，熱縮管樣品束長(zhǎng)為1050mm，直徑約250mm。輻照時(shí)，樣品應(yīng)采用水平放置，達(dá)到輻照所需劑量的一半時(shí)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)調(diào)位，
 

表2 輻照劑量不均勻的影響

劑量的不均勻度應(yīng)小于1.2.輻照過程中要采取限氧措施并準(zhǔn)確控制輻照劑量。

4.擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)

經(jīng)過輻射交聯(lián)后的聚乙烯管，在加熱的情況下擴(kuò)大管徑，以造成可縮性。采用熱縮空氣或可伸縮的機(jī)械設(shè)備將其擴(kuò)張到預(yù)定的形狀和尺寸。其原理見圖2.

進(jìn)行擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)需要1臺(tái)加熱裝置，1臺(tái)氣擴(kuò)或機(jī)擴(kuò)設(shè)備及相配套的模具。擴(kuò)張時(shí)要嚴(yán)格控制加熱的溫度和時(shí)間。擴(kuò)張后要及時(shí)冷卻定型。



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