聚氯乙烯是熱敏性材料,,存在耐熱性差,,抗老化性及抗變形性、耐磨性,、耐電擊穿性及機(jī)械強(qiáng)度差等缺點(diǎn),嚴(yán)重制約了聚氯乙烯的進(jìn)一步應(yīng)用,。采用交聯(lián)方法可以克服這些缺點(diǎn),,提高聚氯乙烯產(chǎn)品檔次。
PVC交聯(lián)方法有過氧化物交聯(lián),、輻射交聯(lián),、硅烷交聯(lián)、二 基一三嗪化合物交聯(lián),、共聚/接枝導(dǎo)人易交聯(lián)基團(tuán)等方法,。過氧化物交聯(lián)聚氯乙烯由于加熱時(shí)發(fā)生脫氯化氫反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)二種化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一種凝膠狀的不溶物,。此外,,交聯(lián)反應(yīng)速度慢,,凝膠含量低,很難得到有實(shí)用價(jià)值的材料;硅烷交聯(lián)雖不易造成聚合物的分解和斷鏈,,但化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜,,加工條件苛刻;二 基一三嗪化合物交聯(lián)pvc,共聚接枝導(dǎo)入易交聯(lián)基團(tuán)都要經(jīng)過復(fù)雜化學(xué)反應(yīng),,影響條件多;輻射交聯(lián)方法交聯(lián)效率高,,工藝條件易于控制,加之?dāng)D出工序和交聯(lián)工序分開的特點(diǎn),,使得輻射交聯(lián)方法得到廣泛應(yīng)用,。
所謂聚合物輻射交聯(lián)就是將聚合物置于輻射場中,在射線,、電子束等高能射線的作用下,,引發(fā)聚合物發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng),在聚合物內(nèi)部形成交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。
在25℃條件下,,輻射過程中純PVC的脫氯化氫G值(定義為每吸收100戈瑞輻射能量所形成的新物質(zhì)數(shù))為13,交聯(lián)G值為0.3,,斷鏈G值為0.2,。可見純PVC輻射交聯(lián)難以得到有用的交聯(lián)材料,??稍赑VC中加入多官能團(tuán)不飽和單體敏化PVC的輻射交聯(lián),提高交聯(lián)G值,,降低主鏈斷裂G值,,控制聚合物在輻射過程中降解。加入的多官能團(tuán)不飽和單體主要有三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯(TMPTMA),、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯(TMPTA),、三烯丙異氰酸酯(TAIC)、二甲基丙烯酸四乙二醇酯(TEGDM),、二丙烯酸四甘醇酯(TEGDA),、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)等,。一般認(rèn)為交聯(lián)機(jī)理是自由基交聯(lián)反應(yīng),,自由基來自PVC鏈上的C—Cl和C—H鍵的斷裂,以及多官能團(tuán)單體產(chǎn)生的自由基,,交聯(lián)過程模型如圖4-4所示,。首先PVC大分子受高能射線轟擊,C一Cl和C一H鍵斷裂形成活性自由基[如圖4一4中(a)];多官能團(tuán)單體在高能射線作用下,,首先發(fā)生均聚反應(yīng),,并很快形成一定程度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,多官能團(tuán)單體濃度的降低,,均聚反應(yīng)變慢,,接枝反應(yīng)開始占優(yōu),,聚合的多官能團(tuán)單體鏈通過與聚氯乙烯鏈上的活性自由基反應(yīng)形成接枝結(jié)構(gòu)[如圖4-4中(b)];接枝結(jié)構(gòu)上多官能團(tuán)不飽和單體再與周圍的有活性自由基的PV C大分子發(fā)生接枝反應(yīng)形成圖4-4中(c)結(jié)構(gòu);上述的接枝產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng),,體系最終形成凝膠結(jié)構(gòu)[如圖[4-4中(d)]。
影響PVC輻射交聯(lián)的因素包括:增塑劑類型和用量,、基體樹脂的聚合度,、交聯(lián)敏化劑的類型、輻射劑量,、加工助劑的類型和用量,、填料的類型和用量等。