聚乙烯的改性研究.ppt

聚合物的表面改性 处理方法： 电晕放电处理 火焰处理：用可燃性气体的热氧化焰对聚合物表面进行瞬时高温燃烧，使其表面发生氧化反应而达到处理目的 热处理： 把聚合物暴露在热空气中进行氧化反应，使其表面引进羰基，羧基以及某些氨基和过氧化物，从而获得可润湿性和黏结性。 化学处理：钠洗含氟高聚物，酸氧化法（重铬酸盐和浓硫酸），碘处理，臭氧氧化。 低温等离子体处理 聚乙烯的改性研究 聚乙烯(PE) 聚乙烯 塑料一种, 是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良。鉴于它的优良性能，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等， 其用途非常广泛。 但是它有一致命缺点：对于环境应力(尤其是化学和机械作用) 很敏感，耐热老化性差。 聚乙烯的改性品种 主要包括： 氯磺化聚乙烯 交联聚乙烯 共混改性聚乙烯 氯磺化聚乙烯（CSM） 氯磺化聚乙烯是美国杜邦公司首先实现工业化生产的。氯磺化聚乙烯由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得。 氯磺化聚乙烯的合成 ： 自由基引发：Cl2→2Clˉ RCl→R+Clˉ 氯磺化反应：R+SO2→RSO2 RSO2+Cl2→RSO2Cl+Clˉ R+Cl2→RCl+Clˉ R++Clˉ→RCl Clˉ+RH→HCl 制备 传统方法：由氯和二氧化硫与聚乙烯（数均分子量约20000）作用而成,一般采用溶液法，固相法。杜邦公司在1952年率先实现工业化生产,采用的是溶液法,即将高密度聚乙烯溶解在卤代烃中,通入Cl2和SO2气体来合成,但污染严重。固相法合成工艺具有反应时间短,成本低,污染少,工艺简单合理,对设备腐蚀性小等优点,是目前合成CSM的一个重要研究方向。 新工艺：Roberchard 等提出了以氯化聚乙烯为原料, 聚合产生氯磺化聚乙烯。 经实际检验，氯磺化聚乙烯有优异的耐臭氧性、耐大气老化性、耐化学腐蚀性等，较好的物理机械性能、耐老化性能、耐热及耐低温性、耐油性、耐燃性、耐磨性、及耐电绝缘性。CSM可用于制成涂料，合成特种橡胶，在工业上用于制造具有特殊性能的管子、运输带、密封件等制品等，其用途十分广泛 。 氯磺化聚乙烯涂料 交联聚乙烯 （CLPE ） 采用辐射法（X射线、电子射线或紫外线照射等）或化学法（过氧化物或有机硅交联）使线型聚乙烯成为网状或体型的交联聚乙烯。PE?的辐射交联反应为自由基链式反应,?反应过程可分为三?步: (1) PE?高分子链在辐照作用下生成初级自由基和活泼氢原子; (2)?活泼氢原子可继续攻击PE,?再生成自由基; (3)?大分子链自由基之间反应形成交联键。 CLPE的生产 辐射交联法 ： 在实验室试验时，主要用γ射线。工业上，常用大型电子加速器产生的电子束来使聚合物发生交联。辐射交联主要是使用高能射线打断PE中C 一C 键和C 一H 键所产生的自由基来引发交联的。 在进行交联反应时，需要加入增敏剂和敏化剂。增敏剂一般为多官能团单体,?可增大交联反应的比例；敏化剂一般为活泼小分子,?作用为加速辐射交联反应。常用的增敏剂有二甲基丙烯酸四甘醇脂等;常用的敏化剂有四氯化硅、四氯化碳等。 CLPE的生产 过氧化物交联：一般采用有机过氧化物为交联剂，在热的作用下，分解而生成活性的游离基，这些游离基使聚合物碳链上生成活性点，并产生碳一碳交联，形成网状结构。 除此之外还有硅烷交联法 ，这里不作介绍了。 性能比较 CLPE 和普通PE 的性能比较 项 目 普通PE 交联聚乙烯 密度 0.92 0.92 最高工作温度/℃ 75 90 瞬间短路温度/℃ － 250 软化温度/℃ 105－115 体积电阻率 10（17) 10（17） 介电强度 20-35 35－50 耐候性 差 一般 耐老化性 一般 优良 耐油性 一般 优良 低温脆化性 一般 优良 交联聚乙烯的生产 交联聚乙烯绝缘电缆 共混改性聚乙烯 两种密度不同的聚乙烯按各种比例共混得到的一系列有中间性能的聚乙烯。 主要有以下四种方式的改性： 1、不同密度的聚乙烯的共混改性 ； 2、