硅烷交联聚乙烯配方工艺课件

硅烷交联聚乙烯配方工艺2024/4/17硅烷交联聚乙烯配方工艺

硅烷交联聚乙烯配方工艺硅烷交联聚乙烯配方工艺第二章实验部分2.1主要原材料2.2主要实验设备2.3实验工艺2.4测试手段硅烷交联聚乙烯配方工艺第二章实验部分PEDCPA151熔融挤出造粒接枝PEA料PEDBTDL1010熔融挤出催化剂母料B料A料B料机械混合

A与B的混料挤出成型含催化剂的接枝PE制品浸泡热水中水解缩合交联交联PE制品

二步法工艺流程

硅烷交联聚乙烯配方工艺第三章结果与讨论3.1硅烷交联聚乙烯配方3.2工艺和设备对凝胶含量和熔体流动速率和拉伸性能的影响3.3硅烷接枝聚乙烯流动性和预交联研究3.4硅烷交联聚乙烯结构和性能3.5硅烷交联聚乙烯专用料研究硅烷交联聚乙烯配方工艺3.1硅烷交联聚乙烯配方3.1.1引发剂种类及其用量对凝胶含量和熔体流动速率的影响3.1.2硅烷种类及其用量对凝胶含量和熔体流动速率的影响3.1.3基体树脂对凝胶含量和熔体流动速率的影响硅烷交联聚乙烯配方工艺引发剂种类对凝胶含量和MFR的影响

引发剂类型BPODCPLPOCHP凝胶含量，%40.658.756.245.2MFR（g/10min）0.480.120.150.22硅烷交联聚乙烯配方工艺

引发剂用量对凝胶含量和熔体流动速率的影响

硅烷交联聚乙烯配方工艺硅烷种类对凝胶含量和熔体流动速率的影响

硅烷种类A151A171A172凝胶含量，%58.460.362.1MFR，g/10min0.450.380.17硅烷交联聚乙烯配方工艺硅烷用量对凝胶含量和熔体流动速率的影响

硅烷交联聚乙烯配方工艺PE分子量对凝胶含量和熔体流动速率的影响

硅烷交联聚乙烯配方工艺PE结构对凝胶含量和熔体流动速率的影响硅烷交联聚乙烯配方工艺温度对凝胶含量和熔体流动速率的影响

挤出机各段温度凝胶含量,%MFRg/10minⅠⅡⅢⅣⅤ14015016017016046.71.214016017018017050.10.9314017018019018053.20.7815018019020019054.50.6715018020022020054.80.69硅烷交联聚乙烯配方工艺螺杆转速对凝胶含量和熔体流动速率的影响硅烷交联聚乙烯配方工艺设备对凝胶含量、MFR和拉伸性能的影响

项目1#2#3#4#5#挤出设备φ30×25单螺杆挤出机,通用型.φ80×30单螺杆挤出机,BM螺杆φ55×38同向平行双螺杆挤出机ф57×180/ф120×7同向双螺杆挤出机/单螺杆挤出机双阶挤出机ф140×7/ф180×6BUSSKKG14-18混炼设备温度,℃160～220160～220180～210180～210/160160～210/130螺杆转速,r/min4040200250230MFR,g/10min1.01.21.21.41.6凝胶含量,%61.563.167.367.168.3拉伸强度,MPa22.122.723.024.424.8断裂伸长率,%310330320380400硅烷交联聚乙烯配方工艺3.3硅烷接枝聚乙烯流动性和预交联研究

3.3.1硅烷接枝反应体系的流变行为3.3.2水份和温度对硅烷交联聚乙烯熔体流动性的影响

硅烷交联聚乙烯配方工艺硅烷接枝反应体系的流变行为

图3-11：硅烷接枝体系剪切应力和剪切速率之间的关系图3-12：硅烷接枝体系表观粘度和非牛顿剪切速率关系曲线硅烷交联聚乙烯配方工艺

图3-13：硅烷接枝体系表观粘度和剪切应力之间关系曲线图3-14：硅烷接枝体系的非牛顿指数硅烷交联聚乙烯配方工艺水份对硅烷交联聚乙烯熔体流动性的影响

图3-16：含水量对MFR的影响图：3-17交联速率与接枝料含水量之间关系曲线硅烷交联聚乙烯配方工艺温度对硅烷交联聚乙烯熔体流动性的影响

图3-18：不同温度下MFR随时间变化关系曲线图3-21：温度对反应速率常数的影响

硅烷交联聚乙烯配方工艺在催化剂存在下温度对交联反应的影响

图3-20：凝胶含量随时间的变化关系图3-21：温度对反应速率常数的影响硅烷交联聚乙烯配方工艺3.4硅烷交联聚乙烯结构和性能

3.4.1硅烷交联高密度聚乙烯的微观形态3.4.2硅烷交联聚乙烯的性能3.4.2.1交联对密度的影响3.4.2.2交联对结晶性能的影响3.4.2.3交联对力学性能的影响3.4.2.4交联对热性能的影响硅烷交联聚乙烯配方工艺硅烷交联高密度聚乙烯的微观结构

图3-22未交联HDPE图3-23：gel=35%硅烷交联聚乙烯配方工艺图3-24：gel=64%图3-25：gel=70%

硅烷交联聚乙烯配方工艺交联对密度的影响

表3-5：密度随硅烷含量的变化硅烷含量，%0.51.01.52.02.5密度，g/cm30.9480.9490.9490.9500.951硅烷交联聚乙烯配方工艺交联对结晶性能的影响

表3-6：不同凝胶含量聚乙烯的熔点、熔程、结晶度凝胶含量%熔点（Tm）℃熔程℃结晶度，%0123.536.363.230123.349.962.343122.952.861.153122.157.360.561121.653.961.570121.755.762.1硅烷交联聚乙烯配方工艺交联对拉伸性能的影响

图3-26：拉伸屈服强度、断裂伸长率随凝胶含量变化关系曲线硅烷交联聚乙烯配方工艺交联对耐环境应力开裂性能的影响

表3-7:凝胶含量对耐环境应力开裂的影响凝胶含量，%0304661耐环境应力开裂（f20，100%，50℃）45320816＞1000硅烷交联聚乙烯配方工艺交联对热性能的影响

表3-8：交联聚乙烯不同凝胶含量时的维卡软化点凝胶含量，%030466172维卡软化点，℃119121123125128硅烷交联聚乙烯配方工艺3.5硅烷交联聚乙烯专用料研究

3.5.1硅烷交联聚乙烯管材专用料3.5.2硅烷交联聚乙烯电缆料的研究3.5.3无卤阻燃硅烷交联聚乙烯电缆料研究硅烷交联聚乙烯配方工艺管材料基础树脂选择

表3-9：不同品种HDPE的工艺性能和凝胶含量树脂接枝前MI,g/10min接枝后MI，g/10min挤出表面情况凝胶含量，%HDPE1#0.10.005不光62.7HDPE230.30.03不光58.9HDPE3#0.90.2光滑62.1HDPE4#1.20.06不光64.0HDPE5#6.72.4光滑56.6HDPE6#5.82.6光滑52.5硅烷交联聚乙烯配方工艺

表3-10不同配比HDPE/LLDPE的性能HDPE/LLDPE配比凝胶含量%MFRg/10min拉伸强度MPa断裂伸长率%100/060.22.325.114090/1061.71.524.721080/2063.51.223.129060/4064.20.618.9400硅烷交联聚乙烯配方工艺硅烷交联聚乙烯管材料的性能

表3-11：硅烷交联聚乙烯料主要物理、机械性能物理、机械性能A型B型单位测试方法密度0.9520.948g/cm3DIN53479熔体流动速率0.320.74g/10minGB3682拉伸强度25.823.5MPaISOR527断裂伸长率400420%ISOR527弯曲弹性模量1530670GpaISO178维卡软化点125124℃ASTMD—1525硅烷交联聚乙烯配方工艺表3-12:硅烷交联聚乙烯铝塑复合管的主要性能项目测试结果单位测试方法规格￠2025

ASTMD1282凝胶含量68%DIN16892层间结合力良

ASTMD128220℃爆破压力7.0MPaASTMD128282℃,环应力2.72MPa10h液压实验无泄露

ASTMD1282硅烷交联聚乙烯配方工艺电缆料基础树脂的选择

表3-13：不同配比LDPE和LLDPE交联料的性能A/C/BMFR，g/10min凝胶含量，%拉伸强度，MPa断裂伸长率，%70/30/01.2557.414.829050/30/200.8760.515.332030/30/600.3961.216.53000/30/700.1163.217.2280硅烷交联聚乙烯配方工艺硅烷交联聚乙烯电缆料主要性能项目测试结果单位实验方法抗张强度16.7MPaGB1040断裂伸长率460%GB1040老化试验（135℃，168h）抗张强度变化率断裂伸长率变化率

+5-7

%%GB2951.7热延伸试验（200℃，15min,0.2MPa）负荷下延伸率冷却后永久变形

700

%%GB2951.18介电常数（50Hz20℃）2.3

GB140920℃体积电阻率1.5×1015Ω.mGB1410介电强度37KV.mGB1408介电损耗角正切（20℃）2×104

GB1409脆化温度-77℃GB5470硅烷交联聚乙烯配方工艺无卤阻燃电缆料基础树脂选择表3-15：EVA对LLDPE复合体系力学性能和阻燃性能的影响测试项目EVA含量，份0103050拉伸强度，MPa14.914.514.013.6断裂伸长率，%510530550580氧指数17.318.220.721.5交联后氧指数21.221.522.423.5硅烷交联聚乙烯配方工艺

图3-27：EVA含量对高填充PE力学性能的影响LLDPE+LDPE+EVA/Mg(OH)=100/100硅烷交联聚乙烯配方工艺表面处理剂用量对阻燃材料力学性能的影响

图3-28：钛酸酯含量对复合材料阻燃性能的影响

硅烷交联聚乙烯配方工艺氢氧化镁用量对材料力学性能和阻燃性能的影响

图3-29：氢氧化镁用量对材料拉伸性能的影响图3-30：氢氧化镁含量对材料氧指数的影响

硅烷交联聚乙烯配方工艺红磷的协同阻燃作用

图3-31：红磷用量对材料氧指数的影响图3-32：红磷用量对材料拉伸性能的影响硅烷交联聚乙烯配方工艺Mg(OH)2用量，份拉伸强度，MPa断裂伸长率，%氧指数3012.936527.5