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交聯劑
鎖定
交聯劑性質
常是分子中含多個官能團的物質,如有機二元酸、多元醇等;或是分子內含有多個不飽和雙鍵的化合物,如二乙烯基苯和二異氰酸酯,N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)等。可同單體一起投料,待縮聚(或聚合)到一定程度發生交聯,使產物變為不溶的交聯聚合物;也可在線型分子中保留一定數量的官能團(或雙鍵),再加入特定物質進行交聯,如酚醛樹脂的固化和橡膠的硫化等。
交聯劑作用
交聯劑主要用在高分子材料(橡膠與熱固性樹脂)中。因為高分子材料的分子結構就像一條條長的線,沒交聯時強度低,易拉斷,且沒有彈性,交聯劑的作用就是在線型的分子之間產生化學鍵,使線型分子相互連在一起,形成網狀結構,這樣提高高分子材料的強度和彈性,橡膠中用的交聯劑主要是硫磺,另外要加促進劑。
1、多種熱塑塑料(聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、EVA、聚苯乙烯等)的交聯和改性。熱交聯一般添加量為1-3%,另加過氧化二異丙苯(DCP)為0.2-1%;輻照交聯添加量為0.5-2%,可不再加DCP。交聯後可顯著提高製品的耐熱性、阻燃性、耐溶劑性、機械強度及電性能等。它比單獨採用過氧化物體系交聯要顯著地提高產品質量,且無異味。典型用於聚乙烯、聚乙烯/氯化聚乙烯、聚乙烯/EVA交聯電纜和聚乙烯高、低發泡製品。
8、聚苯乙烯的內增塑、苯乙烯與TAIC等共聚改性,可製得透明的、耐碎的製品。
交聯劑溶解性
溶於芳烴、鹵化烴、環烷烴、丙酮、多種醇等,微溶於烷烴,不溶於水。 化學性質:在常温下性能十分穩定,可長期在室温下貯存。TAIC的功能團為三個烯丙基,具有脂肪族烯烴的一般通性,如多種加成反應、均聚和共聚反應、Prins反應等。在過氧化物引發下,TAIC較其他烯丙基更易發生聚合反應,在空氣中加熱到140℃以上即發生自聚反應,成為透明、質硬的均聚物。
交聯劑常見分類
交聯劑也叫固化劑、硬化劑、熟化劑,它能使線型或輕度支鏈型的大分子轉變成三維網狀結構,以此提高強度、耐熱性、耐磨性、耐溶劑性等性能,可用於發泡或不發泡製品.
常見的交聯劑為有機過氧化物:
交聯劑DCP
交聯劑BPO
交聯劑DTBP
即二叔丁基過氧化物,微黃色透明液體,密度為0.8g/cm3,沸點110℃,燃點183℃,折光率1.4,126℃時半衰期為10小時。
交聯劑DBHP
即過氧化氫二異丙苯,淺黃色液體,受熱或與酸鹼接觸容易分解。
交聯劑雙25
即2,5-二甲基-2,5 二叔丁基過氧化己烷,簡稱雙25,其商品有兩種,一種為純度90%的淡黃色液體,密度為0.85克/立方厘米;另一種為純度50%的白色粉末,分解温度179℃(半衰期1分鐘)、118℃(半衰期為10小時)。雙25是一種高温交聯劑,常用於乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯等,能提高製品的強度、硬度等。2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-異丙基咪唑、四氣鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、三亞乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺等也都是交聯劑,大部分用於熱固性塑料,作為固化劑使用。
交聯劑注意事項
聚乙烯(PE)電纜、管材等產品經過交聯後,產品性能大大提高,如機械力學性能,耐熱性能及耐環境應力開裂性能(ES-CR均得到了很大提高,用於這類產品的交聯劑品種除用過氧化二異丙苯外,也有用硅烷類接枝交聯的。
如乙烯基三乙氧基硅烷(A1522),其硅含量為13.5%~14.5%,就是一種交聯劑。
實例 交聯聚乙烯材料
HDPE 50
LLDPE 50
A151 0.5~2
DCP 0.5~1
二月桂酸二丁基錫 0.5
交聯劑分類
交聯劑分為外交聯劑和內交聯劑。
1、外交聯劑
⑵多元胺類(丙二胺、MOCA)。
⑷縮水甘油醚(聚丙二醇縮水甘油醚)。
⑿氮丙啶類
⒀多功能聚碳化二亞胺類交聯劑。
⒁封閉型交聯劑
⒂異氰酸酯類交聯劑
2、內交聯劑
所謂內交聯劑意指作為一種單體在聚合時進入大分子結構鏈內,或者作為一個組分加入到膠黏劑中,能夠穩定儲存,只有在加熱到一定温度或輻射條件才能發生交聯反應。常用的內交聯劑有烯類單體,如丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、二乙烯基苯、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺。
交聯劑選用
對於不同的交聯劑,應當選擇適其所用的交聯劑,對交聯劑則有如下一些要求:
⑴交聯劑的活性基團能與膠黏劑中組分反應形成交聯結構。
⑵交聯效率高,只要加入少量便可獲得穩定的交聯結構。
⑶交聯速度適宜,過快過慢都不利。
⑷幾種交聯劑混合使用,可獲得最佳的綜合效果。
交聯劑使用配比
二、氨基樹脂可以通過基於異氰酸酯、羧酸或酐類、環氧樹脂、酚醛樹脂等,進行冷&熱固化體系交聯;
三、酚醛樹脂可以通過基於酸類、環氧樹脂和異氰酸酯等,進行冷&熱固化體系交聯;
七、常規彈性體可以通過基於硫磺、過氧化物、異腈酸酯等,進行冷&熱固化體系交聯;
八、特殊彈性體可以通過基於金屬氧化物、硅烷醇、樹脂、胺類等,進行冷&熱固化體系交聯。
交聯劑交聯工藝
微波工藝:基本原理大家都比較熟悉的,但是值得記住的一點是由碳氫材料組成的日用聚合材料不能用微波進行加熱。讓我們以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、天然橡膠和聚異戊二烯、SBR、三元乙丙橡膠、丁基橡膠、聚丁二烯等為例,為了能夠應用這一技術,有必要加入相當數量的(重量比為10%―50%)微波下加熱材料,例如:
(1)炭黑
(2)金屬粉末(小心燃燒危險)
(4)強磁性和鐵磁性粉末
(5)鋇和鉛的鈦酸鹽以及鋯酸鹽
(7)聚氧乙烯醇和相關醚類與酯類
(8)胺類
另一種方法在於使用少量的催化劑(0.2到1%)。有專家描述了使用反應性催化劑的使用,提高了包括交聯在內的多種化學反應的速度(超過四倍)。這些催化劑在微波條件下,生成微波敏感性中間產物,但是在沒有微波的條件下對熱表現為惰性。應用實例是通過胺類、酐和羧酸硫化劑固化的環氧樹脂;硅樹脂彈性體、環氧化橡膠的交聯;不飽和橡膠的硫磺硫化;過氧化物硫化;不飽和聚酯樹脂、烯丙基碳酸酯和烯丙基鄰苯二甲酸酯樹脂的固化等。