硅烷交聯高密度聚乙烯熱收縮材料性能的研究
導讀:利用硅烷交聯的工藝方法制備了高密度聚乙烯（HDPE）熱收縮材料，研究了引發劑過氧化二異丙苯（DCP）和過氧化二特丁烷（DTBP）含量的變化對復合熱收縮材料拉伸強度、斷裂伸長率、維
來源：未知
發布日期：2020-04-07 14:55【大 中 小】
熱收縮材料又稱高分子形狀記憶材料，是高分子材料與 輻射加工技術結合的一種智能型材料，即利用高分子聚合物 “彈性記憶”原理，以橡塑材料為基料，經混煉、成型、交 聯、加熱、擴張、冷卻定型而制成的功能性高分子材料。
熱收縮材料都具有兩相結構，即由記憶起始形狀的固定 相和隨溫度變化而可逆地固化、軟化的可逆相組成。共聚 物交聯反應后，大分子的加入使分子間鏈段伸展、運動，撤 去外力可恢復原狀，此種現象稱之為高彈形變。經交聯反應， 原來的線形結構轉變成三維立體網狀結構，加熱到其熔點以 上時不再熔化，而且在很寬的溫度范圍內表現出彈性體的性 質。 聚乙烯(PE)的交聯技術是聚乙烯改性的重要手段之一。
交聯聚乙烯與普通聚乙烯相比，具有卓越的電絕緣性能和更 高的沖擊強度及拉伸強度，具有突出的耐磨性，優良的耐應 力開裂性、耐蠕變性及尺寸穩定性，耐熱性、耐低溫性、耐 老化性、耐化學藥品性、耐輻射性也很好。因而被廣泛應用 于化工、建筑、汽車、機械、電力、包裝、農業等行業。近 年來，國內外在聚乙烯交聯改性方面的研究開發非常活躍。
雙螺桿擠出機：SHJ-20 型，南京杰恩特機電有限公司； 轉矩流變儀：XSS-300，上海科創橡塑機械設備有限公司； 平板硫化機：XLB-350X，上海第一橡膠機械廠；微機萬能 控制電子實驗機：SYD-2801E，上海昌吉地質儀器有限公司； 維卡溫度測定儀：XWB-300C，儀承德鼎盛試驗機檢測設備 有限公司；
試樣制備
（1）交聯母料 A 高密度聚乙烯、有機硅烷、不同組份引發劑在常溫下進 行混合，然后擠出、造粒，擠出溫度為 160℃-215℃，得到 可交聯母料 A，母料 A 的色澤偏綠色，比高密度聚乙烯明顯 暗一些。
（2）催化母料 B 料 聚乙烯、催化劑、抗氧劑 1010 在常溫下進行混合，然后 擠出、造粒，擠出溫度為 160℃-195℃，得到催化母料 B，母 料 B 在外觀上和高密度聚乙烯基本一致。
（3）交聯復合材料的制備 母料 A、母料 B，組份混合比例為 95:5 常溫下混合，擠 出、造粒，擠出溫度為 160℃-215℃，熔融混煉出片，開煉 溫度 160℃，模壓成型，最后水煮交聯，水解時間 12h。
性能測試
1.4.1 拉伸強度性能 拉伸性能測試參照 GB1040-79 進行，拉伸速度 100mm/ min。
1.4.2 維卡軟化點 維卡軟化點測試參照 GB1633-2000 中 A 法進行測試。
1.4.3 凝膠含量 取交聯后的樣品 0.5 g 左右，用 120 目銅網包住后稱量， 放入回流裝置中，以二甲苯為溶劑，沸騰回流 10h，然后取 出試樣包，110℃真空干燥 4 h，取出稱取質量，經計算可得 凝膠含量 。凝膠含量=(m2-m1)/m0×100%，式中：m0試樣原質 量(g)；m1 濾紙和濾網的質量(g)；m2 凝膠、濾紙和濾網的質 量(g)。
1.4.4 熱收縮率實驗 熱收縮率實驗根據 GB/T34848-2017 中規定進行。
不同引發劑對復合熱收縮材料熱收率的影響
為復合熱收縮材料的熱收縮率與不用引發劑用量的 關系，熱收縮率隨引發劑的加入量的增多而逐漸增加，熱收 縮材料的交聯程度也提高，交聯使得鏈段更密集，鏈段堆積 形成網格結構。但當引發劑含量達到硅烷交聯高密度聚乙烯 的飽和點時，共聚物體系熱收縮率反而下降，交聯程度也下降。
不同引發劑含量對復合材料斷裂伸長率的影響
復合熱收縮材料的斷裂伸長率隨著引發劑的 加入而呈現明顯的下降趨勢。交聯反應后，復合體系凝膠含 量增加，三維網格結構的形成使分子鏈段之間的排列和取向 受到限制，致使復合體系斷裂伸長率下降。曲線出現拐點也 是因為復合體系凝膠含量的下降導致的。
結論
上海昌吉石油儀器使用硅烷交聯方法制得高密度聚乙烯復合熱收縮材料， 在有機硅烷和催化劑一定比例下，復合材料體系的凝膠含 量隨引發劑（DCP 和 DTBP）加入量的增加而增大趨勢，但 當引發劑含量增加到交聯程度飽和限值時，凝膠含量明顯 下降。
高密度聚乙烯經硅烷交聯反應形成立體網絡結構，高分 子鏈之間的幾何排列狀態的改變引起復合體系力學性能、熱 收縮率和耐熱性能的變化，并且交聯復合體系性能都與凝膠 含量有著直接對應關系。
在硅烷交聯高密度聚乙烯的反應中，以 DCP 和 DTBP 作為 引發劑時，加入量為 0.12 份時，復合體系的綜合性能最好， DTBP 作為引發劑時影響效果更顯著。
