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[問題求助] 線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)

P:2008-08-02 09:44:48

1

一、線性低密度聚乙烯的加工特點

線性低密度聚乙烯與低密度聚乙烯一樣具有很好的熔融流動性,有更小的減切敏感性,因為它的分子量分布較窄,且具有短支鏈(不像LDPE具有長支鏈)。它的物理力學性能主要取決于平均分子量、分子量分布、短鏈支化程度、短鏈長度和結晶度。在剪切過程中(如擠塑),線性低密度聚乙烯熔體黏度很大,應而相對于同樣熔融指數(shù)的低密度聚乙烯難于加工,在加工中易發(fā)生熔體破裂,擠出物表面常表現(xiàn)為“鯊魚皮” 狀,光潔度不好。在熔體拉伸是,線性低密度聚乙烯熔體在各種拉伸速度下都表現(xiàn)的黏度小,拉伸強度底,這也是由于線性低密度聚乙烯的短支鏈決定的,而LDPE熔體在拉伸時,長支鏈發(fā)生纏結,表現(xiàn)為拉伸速度大,熔體粘度與拉伸強度也大,所以線性低密度聚乙烯的流變性是剪切是發(fā)硬,拉伸而稀軟。

二、線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)的加工特點

因線性低密度聚乙烯(LLDPE) 在加工時易發(fā)生熔體破裂,擠出物表面因發(fā)生熔體破裂,常表現(xiàn)為“鯊魚皮”狀,光潔度不好。在注入交聯(lián)硅烷劑擠出時。其熔體拉伸是,未形成網(wǎng)狀的交聯(lián)聚乙烯熔體在各種拉伸速度下仍都表現(xiàn)的黏度小,拉伸強度底,這也是由于未交聯(lián)的線性低密度聚乙烯短支鏈決定的,所以未交聯(lián)的線性低密度聚乙烯的流變性仍是剪切是發(fā)硬,拉伸而稀軟。針對這些特點,擠制線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)絕緣料時往往加入一定量的改性樹脂和加工改性劑以及優(yōu)化擠塑工藝,以改善LLDPE的加工性能。

三、線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)擠出設備、工藝特點

3、1線性低密度聚乙烯(LLDPE) 一步法硅烷交聯(lián)絕緣料對擠出設備有一定的要求,如擠出機的功率要大,螺桿螺槽要深,螺桿的長經(jīng)比最好要達到301,螺桿壓縮比要達到2.8左右,還要有分段冷卻水槽,注入硅烷系統(tǒng)需配有流動稱重,精度較高控制器,以保證硅烷注入具有穩(wěn)定性,同時要與主機處于聯(lián)動狀態(tài),另外還需配置自動控溫的螺桿冷卻水系統(tǒng),導體預熱與抽真空裝置等。

3、2線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)屬于化學交聯(lián)的一種,其原理是把有機硅化合物如乙烯基三甲氧基硅烷接枝到聚乙烯主鏈上,在過氧化物DCP的觸發(fā)下,利用硅烷水解而實現(xiàn)交聯(lián)。硅烷水解是在溫水或水蒸氣中進行的。在此過程中,水僅僅作為一種媒介。交聯(lián)時,水分子通過聚合物分子間隙與接枝在聚合物鏈上的硅烷發(fā)生置換反應,形成—SIOSI—交叉鏈。線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)(見下頁圖示)

  工藝流程說明:一步法生產(chǎn)過程比較簡單,即將所需的原料,包括線性低密度聚乙烯、硅烷、色母料,準確計量后混合均合,加入到擠出機中,進行熔融接枝塑化成型。再進行熱水交聯(lián),擠出的線芯是接枝硅烷的可交聯(lián)聚乙烯絕緣,只有在水和催化劑的作用下,發(fā)生水解縮合交聯(lián)反應。這個反應可在熱水中進行,也可在蒸汽中進行,如采用蒸汽交聯(lián),交聯(lián)時間為8個小時左右,溫度在95-100℃。

3、3模具應用為擠管式,配模具時的背壓要小,模套與模芯的間隙要大,?诘南毒嘁獙。擠出拉伸比要控制在1.6左右。這樣有利于消除“鯊魚皮”現(xiàn)象,減少熔體分裂。使絕緣表面趨向于光亮平滑。

34擠塑機控溫范圍如下表。

<DIV align=center>

區(qū)域

螺桿   冷卻水

加料段

塑化段

擠出段

法蘭段

機頭

溫度(℃)

80

130160

160200

200220

220

220240

</DIV>

    從上表可以看出,擠塑機的溫度控制范圍并不是太大,特別是螺桿冷卻水的溫度不能過高或太低,如控制不好會造成出膠量的不穩(wěn)定,引起硅烷注入不穩(wěn)定。

3、5注入硅烷與色母料比例及檢測情況如下表:

材料

重量(%

熱延伸(%

熱收縮(%

LLDPE

97.75

75

 

4

硅烷

1.25

色母料

1

從上表可以看出,硅烷的注入比例較小,只有1.25%。如注入比例低于1.20%,就會使絕緣性能中熱延伸指標趨向于175不合格;而當硅烷注入高于1.3%~1.35%時,易使未接枝的硅烷殘留在螺桿與機筒上,使其與線性低密度聚乙烯之間打滑,當時間累計到一定時候,硅烷與其結晶后被擠出,造成絕緣表面呈桔子皮狀。特別是當螺桿升降速時,因機筒與螺桿之間的摩擦力改變就更容易帶出,造成出膠量的極不穩(wěn)定,而引起絕緣擊穿,同時還浪費材料。故取1.25%,可使交聯(lián)度達到70%左右,絕緣性能指標全部能符合標準要求。

3、6利用現(xiàn)有的LDPE一步法硅烷交聯(lián)生產(chǎn)線擠制存在的問題及解決方法

現(xiàn)在有些電纜廠家仍利用現(xiàn)有的LDPE絕緣一步法硅烷生產(chǎn)線的擠出機與模具來擠線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)絕緣,往往需要提高機身溫度(220~240)與機頭及?诘臏囟龋250~270)來保證線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)絕緣表面光亮、光滑。甚至有些廠家在?谔幱没鹧鏈囟葋硖幚頂D出物表面所發(fā)生熔體破裂來保證絕緣表面光亮、光滑。而當溫度提高后,絕緣入水時更容易出現(xiàn)由于冷卻不均而產(chǎn)生凹坑,甚至出現(xiàn)因熔體流淌而出現(xiàn)嚴重偏心現(xiàn)象,影響了電纜質量。另外,由于線性低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)“剪切時發(fā)硬”的特性使得擠出機扭矩增加,耗電量增大,還會發(fā)生過電流燒壞電機的現(xiàn)象。以上問題常常是由于電纜廠家對LLDPE絕緣料的加工性能了解不太全面,加工經(jīng)驗不足而造成的。避免上述問題的發(fā)生也很簡單,只要注意以下幾點:

1)  、電纜廠家利用低密度聚乙烯一步法硅烷交聯(lián)的擠出機,可在較低溫度下擠塑。相對于其的模具,應具有較小的壓縮比,模具與模芯的間隙要大,?诘南毒嘁獙,這樣有利于消除“鯊魚皮”現(xiàn)象,使絕緣表面光亮平滑。

2)  、通過減少冷卻水槽與模頭間的距離,提高第一段冷卻水的溫度(一般為80),改善電纜入水情況等,可以提高電纜冷卻質量,減少和避免絕緣表面凹坑現(xiàn)象的發(fā)生。

3)  放慢線速度,螺桿轉速一般不超過30/分,這樣擠出的絕緣表面會比較光亮、光滑,同時要注意擠出機電機的工作情況,可以更安全的生產(chǎn)。

結束語

由于LLDPE一步法硅烷交聯(lián)與LDPE一步法硅烷交聯(lián)相比,具有優(yōu)異的機械物理性能,因此有條件的廠家將會逐漸用LLDPE一步法硅烷交聯(lián)來替代LDPE一步法硅烷交聯(lián)電纜絕緣。盡管其擠出工藝如處理不當,會引起絕緣表面質量差,但只要正確掌握LLDPE一步法硅烷交聯(lián)擠出加工的特性,就完全可以解決上述現(xiàn)象。

[ludiyuanyi 在 2008-9-20 7:46:36 編輯過]

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P:2008-08-02 14:55:06

2

學習了,謝謝!

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3

謝謝,學習了

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4

我們也在用交聯(lián)聚乙烯,不錯的帖子學習了

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P:2008-12-14 15:32:00

5

不錯,

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P:2009-04-15 10:27:52

6

小截面電纜使用一步法時,質量較難控制。

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7

謝謝

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線性低密度一步法硅烷交聯(lián), 學習了, 使用中!

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那這個一步法跟兩步法比有什么優(yōu)勢?

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10

學習了,謝謝

另外,我有硅烷A-171

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P:2009-07-17 09:50:25

11

確實不錯的貼子

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P:2010-05-10 14:06:52

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一步法和二步法使用上有何區(qū)別呀

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