应用于聚乙烯发材料生产的新工艺的建设

　　聚乙烯泡沫是常用的工业材料，它具有许多独特的性质，如质地强韧、抗干扰性、耐摩擦，还具有优异的绝缘、隔热性和耐化学性，且二次加工性能良好。聚乙烯泡沫材料应用的领域非常广泛，主要有：电子电器、元件、家用电器等；汽车内装饰、冷却器、地板等；儿童玩具、体育垫子、冲浪板等；水箱、中央空调、空调用等。它常采用化学交联的工艺来制备，但是化学交联生产的聚乙烯泡沫具有一些缺陷，需要发展新工艺。经过辐射交联制备的聚乙烯发泡材料属于高科技的产品。它以特殊的闭孔结构、光滑细致的外表、优异的性能，可以应用于粘结、热成型等工艺进行二次加工。本文根据化学交联的不足，提出采用辐射交联的工艺来制备聚乙烯泡沫材料，阐述其生产流程和特点。
　　1 聚乙烯泡沫材料的发泡方法及特点
　　聚乙烯泡沫材料是采用聚乙烯作为最主要的原材料，通过与发泡剂、交联剂等助剂，在高温高压的环境下，经过交联发泡环节而产生的。经过交联处理后的聚乙烯发泡材料，它具有如下特性：机械强度高，抗蠕变性，耐应力开裂，耐热和耐低温。聚乙烯树脂系结晶型高聚物，呈线型结构，发泡较困难。为了改善聚乙烯发泡材料存在的不足，在发泡工艺方面应该提高聚乙烯中形成的熔融物的粘弹性，使之达到适宜的发泡第一论文网专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临条件，必须对它进行交联处理，以利于下一步的发泡工艺。
　　聚乙烯泡沫发泡分为交联和无交联两种，交联又分为化学交联和辐射交联。化学交联聚乙烯泡沫最早由美国于1941年研制成功，其生产方法是非连续的。辐射交联聚乙烯泡沫由日本于1965年首先实现工业化。在聚乙烯泡沫材料的制备中，影响聚乙烯泡沫材料质量的关键因素是气泡的生成和成长，良好的质量是形成细小均匀又相互独立的泡孔结果。其生产过程对于物理发泡剂、发泡助剂、抗缩剂、成核剂的选择和温度控制要求相对严格。主要的影响因素有：发泡剂的用量，物料在料筒内滞留时间，各种助剂的用量等。
　　2 聚乙烯发泡材料的生产工艺
　　现有聚乙烯泡沫材料多采用溶液发泡或模压发泡法来制备，工艺复杂，周期长，成本高，限制了其应用。聚乙烯泡沫材料的交联工艺，通常有化学交联和辐射交联两种：
　　2.1 化学交联法
　　聚乙烯树脂、交联剂、发泡剂和发泡助剂？陴计量、捏合、混炼？陴一次发泡？陴二次发泡。
　　2.2 辐射交联法
　　聚乙烯树脂、发泡剂和发泡助剂？陴计量、捏合、混炼 切粒挤片？陴辐照？陴发泡。
　　鉴于辐射交联必须配备电子加速器，设备投资较大，因此在目前的工业大生产中多数采用化学交联的办法。IXPE泡棉材料全称电子辐射交联聚乙烯发泡材料；普通的XPE一般采用水平炉发泡而IXPE可以采用水平炉发泡也可以通过水平炉预热垂直炉发泡，但是无论是XPE或者IXPE前道和后道工艺基本相同，现在最常见的生产方式主要如图1所示。
　　常用的造粒方式有四种方式，具体如图2（a）、（b）、（c）、（d）所示，本公司采用（d）图的线路。
　　3 制备聚乙烯泡沫材料的辐射交联工艺
　　聚乙烯通过辐射交联制备的基本原理是：高能粒子将聚乙烯分子激发，使之形成激发的自由基，而这些自由基相互彼此结合，从而产生交联键，导致聚乙烯分子的三维立体网状结构的形成，如图3所示。
　　IXPE泡第一论文网专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临棉材料的全称是：电子辐射交联聚乙烯发泡材料，它以聚乙烯为主要材料，按照一定的比例配以几种辅料，先将它们混合，然后挤塑成型，依靠辐照加工技术，该技术具有绿色健康的特性，它利用电离子辐射作用于聚乙烯，形成的交联作用从而改变了聚乙烯原有的结构，形成网状的、独立的、闭孔的、泡孔结构，生产出闭孔泡沫材料。其产品特征为：产品发泡倍率分别为5，10，15，20，25，30，35倍，常规宽度为1 m，1.04 m，1.05 m，1.1 m，最宽做到2.4 m，2.5 m，单层厚度为0.2～8 mm，其它厚度如50 mm等需要复合。我公司采用辐射交联工艺流程如图4所示。
　　它的工艺过程是在双螺杆上造好5 mm大小的颗粒等各种母料（发泡母料、敏化母料等）然后根据用户需要在PE中添加不同母料，挤出不同倍率、不同要求全配方粒料，再由挤出机挤出成片，通过辐照传送装置进行辐照，最后在水平预热垂直发泡炉上进行发泡。此工艺在生产实际中，影响产品质量的主要指标有4个，即：混合物的配方、挤片、辐射交联作用、发泡专用设备等。
　　①混合物配方的结果，直接影响着产品的性能，决定产品质量指标的好坏，同时也对产品加工的难易程度、成品率的高低、成本的大小，有着直接的影响。
　　②挤片质量的好坏，直接影响到泡孔的大小、物料的均匀性及成品的尺寸精度。
　　③聚乙烯辐射交联发泡材料的加工时，母片必须进行连续的、均匀的辐照加工。因此辐照加速器一些参数控制产品质量，如辐照能量、束流、扫描宽度、传送速度、照射方式等。为了使聚乙烯辐射交联发泡材料的生产运行满足工艺要求，辐照加速器的能量、束流、扫描宽度等参数的选择是重中之重。它可以通过纠偏、控制张力等措施，解决发泡材料的辐射生产工艺。
　　④加热发泡是辐射交联发泡材料生产中最特殊，也是最重要的环节。聚乙烯辐射交联发泡材料的制备中，发泡工艺需要控制的主要参数有3个，即：加热温度、预热时间、发泡时间。发泡时的加热温度要高于发泡剂的分解温度，确保发泡剂分解完整，确保产品质量。
　　辐射交联与化学交联发泡工艺相比较，它具有如下优点：①辐射交联发泡工艺由于不采用化学交联剂，因此它不会产生有害气体，减少空气污染。②辐射交联发泡工艺更容易控制反应进程，而且原材料如基础树脂或第一论文网专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临发泡剂选择更简单、方便。③化学交联工艺的交联剂通过加热，它会在较宽温度范围进行分解，导致产品的均匀性出现缺陷。而辐射交联工艺是不存在这一问题的，因为它在同一温度下实现产品交联。④辐射工艺可在任意温度的条件下，使产品实现预定的交联，然后再进行发泡，因此它的发泡速度比化学交联发泡速度快1倍。⑤能够生产多种型号的产品，交联度控制方便，可得到孔径大小各异，发泡率相差很大的泡沫材料。⑥生产规模扩大， 辐射交联发泡工艺成本明显越低，而化学交联发泡工艺成本则不随生产规模而改变。
　　4 结 语
　　通过分析可知，采用电子辐射交联工艺生产聚乙烯发泡材料具有比化学法更环保，更经济。一是采用辐射交联技术可制备发泡倍率高达30倍的聚乙烯泡沫。二是利用辐射技术能够显著地缩短发泡时间，降低发泡温度，为此工艺的推广奠定了坚实的基础。
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