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交联改性的6种方法

发表时间:2022-11-17 12:20


塑料,橡胶等聚合物在热、光、辐射或交联剂的作用下,分子链间以化学键连接起来构成三维网状或体型结构的反应,称为交联。线型聚合物材料经过适度交联,在力学性能、弹性、尺寸稳定性、耐溶剂性及热稳定性等方面均有所改善,所以交联反应常被用于聚合物材料的改性。与阻燃,增强,增韧,抗静电改性等都是塑料改性的常用方法。交联键的多少,常根据应用需要来控制。该法的优点在于可在聚合物加工成型过程中实施,具有很好的可操作性。交联改性的6种方法如下


1,硅烷交联

利用含有双键的乙烯基硅烷在引发剂的作用下与熔融的聚合物材料反应,形成硅烷接枝聚合物材料,该高分子材料在硅烷醇缩合催化剂的存在下,遇水发生水解生成硅醇,硅醇发生缩合反应从而形成网状的交联结构。


2,过氧化物交联法

许多线型聚合物材料主链大分子中不含双键,无法用硫来交联,可以与过氧化异丙苯等过氧化物共热而交联。过氧化物受热分解成自由基,夺取大分子中的氢,形成大分子自由基,而后偶合交联。


3,光交联

以光敏剂为引发剂,在光的作用下引发大分子链产生自由基,从而形成交联大分子。引发光源一般用紫外线或激光等。


4,高能辐射交联

高能辐射下,使聚合物材料大分子链产生自由基,从而发生交联反应,有时还有脱基团的反应发生。一般规律是双取代的碳链聚合物以断链为主,而其他大多数聚合物则以交联为主,包括饱和聚合物材料和不饱和聚合物材料。高能辐射源包括:加速电子、X射线、β射线,Y射线、原子反应堆混合射线等。高能辐射交联过程可能伴随聚合物材料的断链,以哪一类反应为主的决定因素尚未完全清楚,但在许多情况下聚乙烯、聚苯乙烯、氯化聚乙烯、聚二甲基硅氧烷主要发生交联反应。


5,离子交联

首先在大分子链上接枝可反应官能团,经Zn(OH)2中和处理后,在大分子链之间形成离子盐桥,将大分子链连接起来形成交联结构。


6,硫化

硫化是交联反应的常用方法。狭义硫化是指用硫或硫化物使橡胶转变为适量交联的网状聚合物材料的化学过程。利用过氧化物、重氮化合物、硒磅及金属氧化物使橡胶交联的化学反应也称为硫化。不仅如此,广义的硫化是指由化学因素或物理因素引起聚合物交联的统称。,含双键的弹性体,多用硫或含硫有机化合物交联。硫化时常加进促进剂,并辅以金属氧化物和脂肪酸等活化剂,目的是增加硫化速度和硫的利用效率。硫化促进剂主要是硫有机化合物如四甲基秋兰姆二硫化物等。研究结果表明使用促进剂和活化剂可大大提高硫的利用率。


交联反应会降低聚合物链间的滑动能力,如果交联密度不太高,非晶态聚合物就变得更有弹性。交联密度增加,拉伸强度也有所增加,但达到一定交联程度后下降。随着交联密度的增加伸长率和溶胀度降低,模量、硬度及玻璃化温度上升。当交联密度很高时,可得到硬度很高的产物。结晶聚合物少量交联后,由于链取向困难而使结晶度和熔点下降,并且变软,弹性增大。交联反应有利于提高使用温度,克服聚合物蠕变行为及应力开裂现象。


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