PEXb管生產技术的讨论.docx

下文课题提出者，研究参与者，发表在“”合成树脂与塑料，2009年一步法硅烷交联聚乙烯生产过程中的凝胶块问题分析张英杰1，赵长江1，唐清洪2，秦岚2，李玉松1，于东明2（1.中国石油化工股份有限公司天津分公司研究院，天津，300270；2.天津市军星管材制造有限公司研发中心，天津，301701）摘要：采用热重（TG）分析、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）分析和红外光谱（FT-IR）分析等手段，分析了硅烷交联聚乙烯生产过程中产生的黄色凝胶块的成分。结果表明，其主要成分是乙烯基硅醇的缩聚物，并非人们普遍认为的提前交联的聚乙烯。关键词：乙烯基硅烷 交联 聚乙烯 凝胶块 分析Analysis of Gelatinous spots in One Step Production of Vinyl Silane Crosslinked PolyethyleneZhang Yingjie1, Zhao Changjiang1, Tang Qinghong2, Qin Lan2, Li Yusong1, Yu Dongming2The Research Institute of Tianjin Branch, Sinopec Co.ltd, Tianjin 300270, China; 2. The Research Center of Tianjin Junxing Pipe Manufacturing Co.ltd, Tianjin 301701,China)AbsractThe principal composition of gelatinous spots that appearing during the production of vinyl silane crosslinked polyethylene was studied via thermogravimetric analysis, inductively-coupled plasma emission spectrometry (ICP-AES) analysis and IR analysis. The result shows that the gelatinous spots are mainly composed of vinyl polysiloxane, instead of pre-crosslinked polyethylene which was widely supposed so far.Key words: Vinyl Silane; Polyethylene; crosslink; gelatinous spot; analysis1.前言硅烷交联改性是提高聚乙烯材料耐热性、耐环境应力开裂性（ESCR）和耐蠕变性的重要方法，普遍用于管材和电缆行业。硅烷交联聚乙烯的生产工艺主要有两步法(Sioplas法)和一步法（Monosil法）。两步法是将聚乙烯树脂、乙烯基硅烷和引发剂制成接枝母料，再将抗氧剂和催化剂制成催化母料，然后将两种母料按一定比例混合后挤出，再进行水解交联。一步法是将所有原料及助剂混合，通过反应型挤出机直接挤出制品，再经高温水解完成交联。一步法硅烷交联工艺简单，设备投资少，在交联聚乙烯管材和交联聚乙烯电缆行业得到了广泛的应用。但是，在一步法交联聚乙烯制品的生产过程中，每间隔一定时间，就会在制品中产生黄色凝胶块，这些凝胶块不与聚乙烯基体相容，成为力学性能的薄弱点，严重影响制品外观及性能，必须拆机对螺杆和机筒进行清理。这种凝胶块问题长期困扰管材和电缆生产企业，连续生产周期一般不超过5天，严重的仅有几小时，频繁停机清理不但影响了生产效率，而且造成极大浪费。长期以来，人们普遍认为产生的黄色凝胶块为在挤出机中提前交联的聚乙烯材料，因此，又常称之为“交联块”。关于此凝胶块成分的深入研究未见文献报道。针对该问题，中石化天津分公司研究院与天津军星管材制造有限公司合作，采用TG、FT-IR和ICP-AES等手段，对硅烷交联聚乙烯管材生产过程中产生的凝胶块进行了深入分析，并分析了可能的成因和解决方法。2.试验部分2.1 试验原料高密度聚乙烯交联专用料，自制；三甲氧基乙烯基硅烷（A-171），纯度99.0%，市售；过氧化二异丙苯（DCP），工业品，市售；二月桂酸二丁基锡，工业品，市售；抗氧剂母粒，自制。2.2 测试仪器日本理学标准型TG-DTA分析仪。条件：空气气氛，升温速率10℃/min，室温-800℃。Jarrell-Ash ICP-9000（N+M）电感耦合等离子体发射光谱分析仪，测定Si元素含量。德国Bruker公司Vertex 70 型傅里叶变换红外光谱仪，KBr研磨压片。2.3 实验原理 采用一步法生产硅烷交联聚乙烯管材，连续生