交聯(lián)聚乙烯管廣泛用于飲用水、熱水和食品工業(yè)、石油化工工業(yè)中的流體輸送，其

　　特點為：具有良好的強度、耐熱性、耐熱老化性、耐環(huán)境應力開裂性、電絕緣性、耐芳

　　烴、抗蠕變等性能。

　　以上用途的交聯(lián)聚乙烯管一般采用高密度聚乙烯，交聯(lián)的方法可以是物理方法或化

　　學方法。物理方法是利用高能輻射鈷源或電子加速器，β射線或γ射線引發(fā)大分子自由

　　基，形成C —C 鍵交聯(lián)?；瘜W方法是采用化學引發(fā)劑使聚乙烯大分子之間產(chǎn)生交聯(lián)鍵。

　　聚乙烯原來的線形結(jié)構(gòu)，經(jīng)交聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得性能發(fā)生變化。

　　輻射交聯(lián)聚乙烯管在生產(chǎn)過程中，擠出工藝過程與普通聚乙烯差別不大，可選用適

　　當牌號的聚乙烯樹脂、專用料或在樹脂中加入相應的敏化劑、增感劑，擠出成管后進行

　　輻照。輻照劑量率和輻照劑量決定交聯(lián)度和管材性能。

　　化學交聯(lián)聚乙烯管多采用硅烷交聯(lián)工藝。

　　1.硅烷交聯(lián)聚乙烯原理

　　引發(fā)劑在受熱情況下，生成自由基①，R O·接觸PE 鏈后攝取鏈段上的H ，使PE 鏈

　　引發(fā)成帶自由基的活性鏈②。

　?、賀 O O R 2 R O·

　?、凇獵 H 2 —C H 2 —C H 2 ～十R O·→事～C H 2 —C H —C H 2 ～+R O H

　　PE 活性鏈與帶活性官能團(含不飽和鍵) 的硅烷進行反應，使硅烷中的π鍵打開，按

　　上硅烷生成硅烷接枝PE ③，接枝反應屬大分子自由基反應，反應速度本應快，但由于硅烷

　　須在大分子中滲透到活性點后方能完成反應，故反應需一定的時間。在這段時間內(nèi)，要將

　　PE 大分子不斷翻動，以增加硅烷擴散和接枝的機會，同時，也為自由基鏈轉(zhuǎn)移提供條件。

　　接枝后的PE 鏈上的硅氧乙基在催化劑作用下快速水解， 置換出， 并形成硅羥

　　基⑤。硅羥基之間經(jīng)進一步結(jié)合， 在大分子之間形成三維—O —Si —O —鍵而達到交聯(lián)

　?、蓿艽蠓肿涌臻g位阻影響， 三個硅氧鍵之間鍵角不等于90°， 而是呈立體對稱分布，

　　所以，交聯(lián)為主體結(jié)構(gòu)。

　　根據(jù)這一引發(fā)→接枝→交聯(lián)的反應過程，由聚合物加工過程制造硅烷交聯(lián)PE 管的

　　生產(chǎn)過程可分為兩步法和一步法兩種工藝。

　　2.硅烷交聯(lián)聚乙烯管生產(chǎn)工藝

　　(1) 兩步法　這種方法是將聚乙烯和硅烷引發(fā)劑在反應型混合機中進行接枝反應，

　　使硅烷接枝到聚乙烯鏈側(cè)端， 經(jīng)擠出造粒而制得接枝共聚物A 料; 再將聚乙烯加入交

　　聯(lián)催化劑及其他助劑混合擠出造粒，制得催化劑母粒B 料， 在應用時按一定比例混合

　　A 、B 料擠出成型制品，經(jīng)溫水交聯(lián)后成交聯(lián)聚乙烯管。

　　兩步法工藝流程示意如下：

　　(2) 一步法　一步法是將聚乙烯與硅烷交聯(lián)劑、引發(fā)劑和催化劑等一起混合， 將接

　　枝聚合與成型、交聯(lián)各步驟一次完成的生產(chǎn)過程。

　　3.工藝操作因素

　　(1) 擠出溫度　擠出機各段溫度的設定與樹脂的熔融溫度和接枝引發(fā)劑的分解溫

　　度、分解速度有關(guān)，進而影響接枝反應速率。過氧化二異丙(D CP) 的分解半衰期與

　　溫度的關(guān)系如圖5 -25 所示。

　　由圖5 -25 可知，隨溫度的升高，半衰期時間減小，有利于接枝反應速率的提高。

　　(2) 物料在擠出機中的停留時間　由圖5 -25 可知，在不同加工溫度條件下，D CP

　　分解半衰期時間不同，因此，當選擇的加工溫度不同時，物料應在料筒中有不同的停留

　　時間，以保證D CP 分解，引發(fā)接枝。生產(chǎn)中將物料在擠出機中的平均停留時間控制在

　　D CP 分解半衰期的5 ～10 倍。