聚乙烯交联发泡原理

一、聚乙烯加工过程特点

聚乙烯是结晶聚合物，在结晶熔融温度以下几乎不流动，而在熔融温度以上其熔体黏度急剧下降，发泡过程中产生的气体很难被包住。此外，聚乙烯从熔融态转变为结品态要放出大量的结晶热，而熔融聚乙烯的比热容较大，因此从熔融态转变为固体状态的时间比较长;又因聚乙烯的透气率较高，这样就使得发泡气体容易逸出，适于发泡的温度范围较窄，因此聚乙烯泡沫塑料的工业化生产较晚。要制得质量较好的聚乙烯泡沫塑料就必须在聚乙烯分子间进行交联，将熔融物料的黏性和弹性调节在一定范围内，使其发泡性能显著提高，同时也提高聚乙烯泡沫塑料的物理力学性能。

影响聚乙烯塑料熔体发泡过程稳定性的另一个因素--气体的渗透系数不易过大。渗透系数是扩散系数与溶解度的乘积。聚乙烯塑料熔体容易渗透气体，几种气体在聚乙烯熔体中的渗透系数见表6-2。

从表6-2看出，低密度聚乙烯比高密度聚乙烯更容易渗透气体，最容易透过的气体是二氧化碳气体。聚乙烯交联发泡方法

通常采用的交联方法有化学交联和辐射交联。化学交联一般采用有机过氧化物做交联剂，因价廉、操作方便，工业上广泛使用;辐射交联是聚乙烯在高速电子射线或射线辐射下，发生交联反应形成网状大分子。辐射交联设备投资大，但片材质量好，一般只用于

生产5~10mm厚的交联聚乙烯泡沫片材。

1.化学交联发泡

当聚乙烯树脂与有机过氧化物混合并加热后，有机过氧化物分解为化学活性很高的自由基，夺取聚乙烯分子中的氢原子使主链的某些碳原子转变为活性自由基，两个大分子链上的活性自由基相互结合而形成交联键。

化学交联发泡的第一步为交联，第二步为膨胀发泡。交联聚乙烯泡沫塑料的发泡成型方法可分为一步法和两步法两种。

①一步法是将片料加热到高于发泡剂分解的温度，然后再交联发泡成型。

②两步法是把一定配比的聚乙烯树脂、发泡剂、化学交联剂塑炼成片料，然后加热、加压成交联毛坯，再把毛坯发泡成型。

2.辐射交联

将聚乙烯和相当聚乙烯质量10%的偶氮二甲酰胺混炼均匀后挤成3mm厚、10cm长的可发性片材，再用电子射线辐射。辐射过程在空气中以室温状态进行，以计量为10~100kGy的射线辐射，使之交联。辐射交联可在高温或较低温度下进行，不像化学交联那样，需要在物料的熔点以上进行。

辐射交联使用的能源有两种，丙种射线和电子辐射，两者的主要区别在于速度和透入材料的深度不同。由放射性同位素产生的内。