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,因此也可以說是以氣體為填料的復合塑料。聚乙烯具有質輕、省料、熱導率低、隔熱、隔音性能好、能吸收沖擊荷載、具有優(yōu)良的緩沖性能、比強度高等優(yōu)點。在工業(yè)、農業(yè)、軍事、日用品等方面得到了廣泛應用。
結晶型聚合物(如PE)的粘度在溫度超過其熔點時,將出現(xiàn)急劇下降,這種特性對發(fā)泡成型極為不利,因為發(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,便于生產操作控制。
常用的聚合物交聯(lián)方法有輻射法和化學法,這兩種方法的目的都是使聚合物分子產生自由基,然后相互交聯(lián)成體型結構。
電子交聯(lián)需專用的工業(yè)電子加速器加工;瘜W交聯(lián)常用交聯(lián)劑過氧化二異丙苯(DCP)和助交聯(lián)劑。
電子交聯(lián)(又稱輻射交聯(lián))
電子交聯(lián)就是用高能高速運動的電子束穿過被輻射的物質(這里指PE介質),而引起介質的交聯(lián)反應。電子是原子的組成部分,體積比原子小很多。原子是構成分子的基本物質。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量,但體積卻很小,其外圍空間分布著環(huán)原子核高速運動并有各自軌道的電子。這樣高能高速運動的電子就能穿透由原子、分子組成的物質。但另一方面,電子是荷電粒子,質量又小,當電子束與物質相互作用時,受介質分子(原子)庫侖場作用,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。
快速電子射入物質后,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渡到半徑較大的軌道上。電離就是軌道電子脫離開原子。電離和激發(fā)所需的能量(約為30ev)遠遠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中進行多次碰撞(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行電子輻射交聯(lián),并且交聯(lián)和裂解是同時進行的,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行輻射交聯(lián)的物質。
高聚物(指交聯(lián)型的)吸收輻射能后使分子產生電離或激發(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,只要具備以下兩個條件就可以進行加氫或抽氫自由基重排等便于交聯(lián)的反應:①兩個自由基相距很近②聚合物自由基的分子鏈可以自由運動。在結晶型聚合物的晶區(qū)內難以發(fā)生交聯(lián)反應(結晶內部聚合物分子的運動受到束縛),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)。