聚氯乙烯的交联反应

发布时间:2012-04-27 来源: 环球塑化网 专题: 材料研发 打印

  聚氯乙烯是热敏性材料,存在耐热性差,抗老化性及抗变形性、耐磨性、耐电击穿性及机械强度差等缺点,严重制约了聚氯乙烯的进一步应用。采用交联方法可以克服这些缺点,提高聚氯乙烯产品档次。

  PVC交联方法有过氧化物交联、辐射交联、硅烷交联、二 基一三嗪化合物交联、共聚/接枝导人易交联基团等方法。过氧化物交联聚氯乙烯由于加热时发生脱氯化氢反应和交联反应二种化学反应,产生一种凝胶状的不溶物。此外,交联反应速度慢,凝胶含量低,很难得到有实用价值的材料;硅烷交联虽不易造成聚合物的分解和断链,但化学反应复杂,加工条件苛刻;二 基一三嗪化合物交联pvc,共聚接枝导入易交联基团都要经过复杂化学反应,影响条件多;辐射交联方法交联效率高,工艺条件易于控制,加之挤出工序和交联工序分开的特点,使得辐射交联方法得到广泛应用。

  所谓聚合物辐射交联就是将聚合物置于辐射场中,在射线、电子束等高能射线的作用下,引发聚合物发生一系列的化学反应,在聚合物内部形成交联的网络结构。

  在25℃条件下,辐射过程中纯PVC的脱氯化氢G值(定义为每吸收100戈瑞辐射能量所形成的新物质数)为13,交联G值为0.3,断链G值为0.2。可见纯PVC辐射交联难以得到有用的交联材料。可在PVC中加入多官能团不饱和单体敏化PVC的辐射交联,提高交联G值,降低主链断裂G值,控制聚合物在辐射过程中降解。加入的多官能团不饱和单体主要有三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTMA)、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTA)、三烯丙异氰酸酯(TAIC)、二甲基丙烯酸四乙二醇酯(TEGDM)、二丙烯酸四甘醇酯(TEGDA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)等。一般认为交联机理是自由基交联反应,自由基来自PVC链上的C—Cl和C—H键的断裂,以及多官能团单体产生的自由基,交联过程模型如图4-4所示。首先PVC大分子受高能射线轰击,C一Cl和C一H键断裂形成活性自由基[如图4一4中(a)];多官能团单体在高能射线作用下,首先发生均聚反应,并很快形成一定程度的网络结构,随着反应的进行,多官能团单体浓度的降低,均聚反应变慢,接枝反应开始占优,聚合的多官能团单体链通过与聚氯乙烯链上的活性自由基反应形成接枝结构[如图4-4中(b)];接枝结构上多官能团不饱和单体再与周围的有活性自由基的PV C大分子发生接枝反应形成图4-4中(c)结构;上述的接枝产物之间发生反应,体系最终形成凝胶结构[如图[4-4中(d)]。

聚氯乙烯的交联反应

  影响PVC辐射交联的因素包括:增塑剂类型和用量、基体树脂的聚合度、交联敏化剂的类型、辐射剂量、加工助剂的类型和用量、填料的类型和用量等。

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