配方组成:
原料 | 质量份数 |
PVC(S-PVC1300) | 1000g |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA) | 120g |
偏苯三酸三辛酯 | 350g |
超细微硅粉HM-800 | 300g |
PE蜡 | 5g |
铅盐系列 | 60g |
锑盐系列 | 100g |
双酚A | 6g |
制备工艺:将聚氯乙烯树脂、多官能团不饱和单体、增塑剂、稳定剂(铅盐、锑盐)、防老剂(双酚A)、无机填料等按配方比例混合均匀;使用双辊进行混炼,温度为150~160℃;模压成型,成型温度为160~165℃,成型压力为9.8×10²Pa,成型时间为5~6min,样片厚度为2mm;试样在40MGy辐射剂量下进行辐照交联。
解析:纯PVC在辐射过程中,其大分子链会发生脱HCl反应、降解断裂反应和交联反应。可见纯PVC是难以在辐射作用下形成有效的交联材料的。在PVC的辐射交联过程中必须加入交联敏化剂(多官能团不饱和单体),敏化剂的引入可以减少PVC大分子链的断裂和变色反应,有效地提高PVC的交联度,使PVC的辐射交联成为可行的方法。
敏化剂的种类和用量对辐射交联的效果影响较大。一般认为敏化剂中的不饱和双键的数目越多越利于交联反应的进行,其作用机理因敏化剂的种类不同会有所差别,但一般认为主要存在敏化剂的自聚以及敏化剂与PVC大分子自由基由基的接枝反应两种。配方设计者研究了体系中所用敏化剂TMPTA对PVC凝胶含量的影响,发现当敏化剂用量大于一定值时,体系中的凝胶含量不再增加;继续增加用量,凝胶含量反而下降。说明在高辐照剂量下,大量的TMPTA的存在会使其自身的均聚反应加剧,从而对交联反应产生了不良的影响。
此外配方设计者着重研究了EVA的引入对体系交联反应的影响。发现由于EVA与PVC之间的相容性较差,而EVA与TMPTA分子中都含有酯基,具有更好的相容性,从而使TMPTA更多地溶于EVA的熔体之中,辐射时EVA更多地形成交联结构,而PVC的交联结构却在减少,体系中两相的不相容性使交联结构间形成互穿网络并未形成,交联使不相容性表现得更加明显,所以EVA的引入既不利于交联也不利于力学性能的提高。
用于辐射交联的增塑剂一般选用相对分子质量大、沸点高的增塑剂。通常随增塑剂用量增大,凝胶含量下降。且增塑剂增塑效率越大,交联效果越差,如邻苯二甲酸二异癸酯增塑效果比偏苯三酸三辛酯低15%,但交联效果却好于后者。
