辐射交联LDPE／EVA混合体系泡沫片材性能的研究

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塑料 20 0 4年 3 3卷第 1期辐射交联 L E E DP/ VA混合体系泡沫片材性能的研究

辐射交联 L P/ V混合体系泡沫片材性能的研究 D EE A王亚珍张辉李曙光张丽叶。。。(.京化工大学材料科学与工程学院， 1北北京 10 2; 0 0 92鸿鹄塑料制品有限公司，北，堰 .湖十 421) 4 0 2

摘要：辐射交联 L P/ VA混合体系泡沫片材表观光滑、 D EE柔软，感好，手表观密度较小，材料具有优

异的力学性能，高的拉伸强度、裂伸长率和撕裂强度。进一步研究了产生宏观性能差异的原因是辐较断射交联 L P/ VA混合体系泡沫片材制备成型工艺的特殊性，系的交联度对制品性能影响很大。 D EE体通过凝胶分析知道交联度与辐照剂量、 DP L E树脂的物理性能和 E VA树脂在混合体系的含量有关。此

外， D E树脂的物理性能和 E L P VA在混合体系的含量对材料宏观性能也有影响。关键词：射；辐交联 L P/ VA混合体系；沫片材 D EE泡中图分类号： TQ38 2TQ2 5 1文献标识码：文章编号：0 1 9 5 (0 4 O一 O 2—O 2., 3.2 A 1 0— 4 6 2 0 )1 O O 4

I v sia ig t eP o ete fRa ita -r sl k d F a S eto DP/ n etg tn h r p riso da in co si e o m h e fL E EVA ln s n Be dW ANG - he, Ya z n ZH ANG u, H i LIShu gu n,— a g ZHA NG— e Liy ( . e ig Unv ri fCh mia c n lg, ej g 1 0 2 Chn; 1 B in iest o e c l j y Te h oo y B in 0 0 9, ia i2 Ho g H u Pls is Pr d c . L d S i a Hu e 4 2 1 Ch n ) . n a t o u tCo, t ., h y n, b i 4 0 2, i a c

Ab t a t Ra i t n c o s i k d f a s e to o d n i o y t y e e ( DP s r c: d a i— r s l e o m h e f l w— e s t p l e h l n o n y L E)a d t e e h l n n

h t y e e v n la e a e c p l m e E A)s o d a s o h s r a e b t e n o ta p a a c, n o a p a— i y c t t o o y r( V h we mo t u f c, e t ra d s f p e r n e a d l w p e ra c ns t Th s f m h e a x e lntme ha c o e te hi e e ies r n h,on r e o n e de iy. i oa s e th d e c le c nialpr p r i s: gh rt ns l t e gt l ge l n—

g to tb e k a d h g e e rs r n t . e d fe e c fma r s o i p o e te e we n f a s e t a i n a r a n i h r t a t e g h Th i r n e o c o c p c r p r i sb t e o m h e s f

wa h a tc lrt f p o e sn f r dai n co sik d f a s e t o DPE/ st e p riu a iy o r c s ig o a it—r s l e o m h e f L o n EVA ln s b e d .Th ec o si k n e r e o o m h e a r a fe t o h e r p r i s By a a y i g t e g l o t n f r s l i g d g e ff a s e t h d g e t e f c n s e tp o e te . n l z n h e n e to n ct o m he t i ho d t ati r ito d s t hysc l r e te f LDPE e i nd t he f a s e, t s we h r ada i n o e, he p ia p op r is o r sn a he EVA

p o o t n i h l n s h d c o er l t n h p o c o si k n e r e Fu t e m o e t ep y i a r p r p r i n t e b e d a l s ea i s i st r s l i g d g e . r h r r, h h sc l o— o o n pe te fLDPE e i nd t e EVA o or i n t e riso r sn a h pr p ton i he blndsa s nfu n e he ma r s o c pr pe te l o i l e c d t c

o c pi o r i s o o m he t . ff a s e s

Ke r s r da in; r s l k d LDP E ywo d:a ito c o si e n E/ VA ln s f a s e t b e d;o m h e

经交联的 L P D E泡沫具有隔热、振、冲击等防耐

使聚乙烯分子链断裂从而导致交联，后在高温下发然泡。此法交联效率高、不需要加入交联剂，以工艺也所容易控制，而且所得制品的泡体结构质量好，一般限于片材的成型。随着人们对“色化学”绿的重视，射交辐联 L E泡沫片材具有广阔的开发前景。 DPE VA树脂是 L P D E发泡产品常用的改性剂之一。

优异的特性，广泛应用于建筑、被航空、车、育用品汽体等领域。L P D E的交联方法分化学交联和辐射交联两种。化学交联法是利用原料中的化学交联剂受热分解与聚乙烯发生化学反应，而使聚乙烯交联。此法交从联度不高、工艺不易控制，而且得到的泡沫材料的泡体

结构质量欠佳。辐射交联法是利用原子能的电离辐射

它与聚乙烯的分子结构单元中都含有相同的结构单元

收稿日期：0 3 7 2 2 0一O— 3作者简介：亚珍 ( 9 8,京化工大学材料加工专业在读研究生，究方向： D E泡沫塑料的辐射交联及其加工。王 1 7一)北研 L P2 0 — -——

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塑料 辐射交联 L P EVA混合体系泡沫片材性能的研究 D E/20 0 4年 3卷 3第 1期

(一CHz C一 )所以它们的相容性好。而且— Hz, E VA树脂具有良好的透明性、柔软性、弹性、的热传低导性，可以改善聚乙烯泡沫材料的柔软性、它隔热性等力学性能。因此在 L P D E中加入适当的 E VA可以扩大辐射交联 L P D E泡沫片材的应用范围 引。1实验部分1 1原料 .

单螺杆挤出机： L 6 1德国 B a e d r司； P D-5, rb n e公电子加速器：中国原子能研究所；

电热鼓风干燥箱： 1 A天津市泰斯特仪器有限公司； 1- 02 拉力试验机： L 2 0广州材料实验机厂。 XL一5,1 3试样制备 .

试样制备的物料组成为 L E、 VA和

AC发泡 DP E母粒，中 L P/ VA比例如表 1其 D EE。试样制备的工艺如图 1。表 1试样物料组成中 L E E DP/ VA比例

L P 1 7熔体流动速率 7 0/ 0 n北京燕 D E:F B, . g 1 mi,山石化公司；

2 0 TN0,体流动速率 0 7/ 0 n 11 0熔 . g 1 mi,中国齐鲁石化公司； 5 1,体流动速率 0 8/ 0 n Ha w a 3 6熔 . g 1 mi, n h公司；

AC发泡剂母粒： n a公司； Ha wh E VA:乙烯乙酸酯含量 1,京有机化工厂； 8北助交联剂；

二甲苯：分析纯，京益利精细化学品有限公司。北12主要仪器及设备 .

双螺杆挤出造粒机：S _5 E, Z K 2WL德国 WP公司；

图 1辐射交联 L P/ V混合体系泡沫片材试样的制备工艺 DEE A

在制备过程中辐照剂量为 1 k 0 Gy~ 3 k。相 0 Gy应试验编号记为 11,—O表示 1方在 1 k配 0 Gy的剂量下

6 4— 6。 3 48

撕裂强度：国家标准 QB T 1 3 -1按/ 1 09。2结果与讨论 2 1制品的宏观性能 .

辐照，他同。其1 4发泡片材试样分析 .

凝胶含量的测定：发泡后的试样按溶剂法[测将 3 量其凝胶含量。 表观密度的测定：国家标准 G 3 38。按 B 6 4 -6

2 1 1制品外观及表观密度 ..各组试样表面光滑、软，柔手感好。 各试样表观密度值见表 2。从表中可看到试样的表观密度值较小， 5 k/￣7 k/之间。在 0 g m。 0 g m。

平均泡孔尺寸的测定：试样超薄切片在放大倍将率为×1 O的显微镜观察下并拍照。 拉伸强度和断裂伸长率的测定：国家标准 GB按

表 2试样的表观密度编号 71—O 72 —O 72—5 73 —O

表观密度/k/ ) ( g m。

5 . 9 5 .9 6 . 2 6 . 9 6 9 9 4 4 0 5 3

2 1 2泡孔结构和尺寸 ..

孔均为闭孔，似蜂窝状；—0泡孔孔径较大， 51分布较均匀；—0孑径较小，分布均匀 (图 2。 81 L且见 )

通过显微镜观察试样的超薄切片，察到试样泡观

一

2 1—

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塑料2

0 0 4年 3 3卷第 1期辐射交联 L E/ VA混合体系泡沫片材性能的研究 DP E

图 2 L P/ VA混合体系泡沫片材的泡孑形态 D EE L

2 1 3力学性能 ..

在制品内部形成大的气泡，成气泡分布不均匀的现造象，至过大的交联度会在发泡剂还未分解完全就使甚形成的气泡塌陷，也不能得到发泡制品。所以适当的

测得试样的拉伸强度在 0 4 a . MP . MP￣0 8 a之间，

断裂伸长率在 1 0~ 4 0之间，裂强度在 0 0%撕20 c 5 N/m￣4 0 c之间，表 2 0 N/ m见。从表 2看到，经辐射交联的 L P/ VA混合体系泡沫片材的力学性能 D EE高于化学交联法生产的 L P D E泡沫。说明辐射交联大大改善了聚乙烯泡沫制品力学性能。表 3辐射交联 L P/ VA D EE混合体系泡沫片材的力学性能

交联度保证发泡过程中气体的膨胀作用在聚合物熔体壁上的力能够发生流动，且不穿透孔壁，并形成均匀的

泡孔。因此采用测定发泡凝胶含量的方法了解其交联度。

2 2 1影响凝胶含量的因素 ..分析影响凝胶含量的因素有：照剂量、 D E树辐 L P脂的物理性能和 E VA树脂在混合体系的含量。( )照剂量 1辐

随着辐照剂量的增加，试样的凝胶含量增加；到达某一剂量(5 G ), 2 k y时凝胶含量增长缓慢，如图 3图 4、。

2 2凝胶分析 .

由以上制品性能的分析发现，生制品性能差异产的主要原因是辐射交联发泡工艺的特殊性。辐射交联发泡工艺是先交联后发泡，于两步法，属在挤出成片过

剂量/dy l;

图 3 L P/ VA混合体系泡沫片材的 D EE凝胶含量一剂量图一

程中要严格控制工艺使发泡剂不能提前分解，否则辐射交联后不能得到发泡制品。在此过程中若体系的交

▲一 5一一一 6一●一 8一。一 9;;;

( ) D E树脂的物理性能 2L P如图 3所示：低剂量下，2 0 T 0 L P/在 1 1 N0 D E

联度太小，在发泡过程中，气泡会破裂，很难保住气泡， 发泡困难；体系的交联度太大，使发泡受阻，若会一

E vA混合体系泡沫

片材的凝胶含量与 5 1 D E 36L P/

2 2一

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塑料辐射交联 L E E DP/ VA混合体系泡沫片材性能的研究20 04年 3卷 3第 1期

E VA混合体系泡沫片材的凝胶含量接近，照剂量大辐于 2 k y时，者的凝胶含量高于后者。比较两者的 0G前熔体流动速率，者的较小，明在较高辐照剂量下，前说

性能。

L P D E的 MF R值越小，合泡沫片材的凝胶含量越混高。( ) VA的含量 3E

\

憾釉鼷懈

从图 4看到， VA含量为 1 和 2时，系的 E O O体

凝胶含量/%

凝胶含量值无太大的变化； E而 VA为 3时，系的 O体凝胶含量有大幅度的提高。同时文献[的研究中指 7 3出， DP/ VA为 5/ 0时， D E/ VA混合体系 L E E 05 L P E的凝胶含量并没有增加，明混合体系中 L E与说 DPE VA配比只有在一定范围内， VA对 L P的辐射 E D E

图 5 L P/ VA混合体系泡沫片材的 D EE表观密度一胶含量图凝一

▲一 7一。一 8;

星\

七’

交联才有明显的促进作用。霹

4 0

凝胶含量/%

羹剂量/ 6 ky

图 6 L P/ VA混合体系泡沫片材的 D EE平均孔径一胶含量图凝一

■一 4一▲一 7;

图4不同E VA含量的 2 0 TN0 D E E 11 0 L P/ VA

垒憾暖量

混合体系泡沫片材的凝胶含量一量图剂一

v— E A含量 1; V O一O— E A含量 2; V 0一■一 E A含量 1 。 V 3 o

2 2 2交联度与发泡片材宏观性能的关系 ..体系的交联度即凝胶含量直接影响发泡片材的宏凝胶含量/%

观性能，随着凝胶含量的增加，样的表观密度增加、试平均泡孔尺寸减小，图 5图 6见、。材料的拉伸强度随着凝胶含量的增加呈线性增加，图 7见。断裂伸长率

图 7 L P/ VA混合体系泡沫片材的 D EE

拉伸强度一胶含量图凝一

。一 7一■一 8;

则先增大，达某一值后就开始下降，图 8因此要到见。得到符合性能要求的发泡材料必须综合各种因素来设

计配方和工艺。 23 L P . D E树脂的物理性能和 E VA含量对力学性能的影响豁鼍辟

L P D E树脂的性能对试样的断裂伸长率影响较大：图 8中在相同配方时，如 1号曲线远低于 4号和 7 号曲线，明 L P树脂的熔体流动速率小，试样说 DE则

凝胶含量/%

图 8不同体系 L E E DP/ VA混合体系泡沫片材的

断裂伸长率一胶含量图凝一

的断裂伸长率就大；同种牌号 L P对 D E树脂混合体系的泡沫片材来说，随着混合体系 E VA含量的增加，拉伸强度增加。图 8中在同一凝胶百分数下， VA含量 E为 2 的曲线明显比含量为 1的曲线要高，明随 O O说着E VA的增加，沫片材的拉伸强度和断裂伸长率泡增加，以加入 E所 VA可以提高辐射交联 L P泡沫 DE片材的柔软性，善辐射交联 L P改 D E泡沫片材的力学3结论

×一 1一■一 4一●一 7一▲一 8;;;

() 1与化学交联 L P D E泡沫材料相比，射交联辐 L P E D E/ VA混合体系泡沫片材的表观光滑、感好，手 表观密度小，料的力学性能较好。材(下转 3页 ) 2

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塑料20 04年 3 3卷第 1期 P OE与聚丙烯的共混

颗粒对 P E粒子有一定的影响，其增韧效果有所下 O使

系的刚性产生作用，其硬度略微有所增加；使但对拉伸强度影响并不明显。1. 251 2皇

降，品的断裂伸长率随之降低；刚性颗粒对共混体制而1o o

萋。 8 0。 肇O 1 2 3 4 5 6 7

芝褂壁

l. 15

越 l1 疆1 O

O 堡 1 .5 95 .

填料含量/份

1 2 3 4 5 6 7

填料含量/份

图 4 P EP 0/ P共混体系中填料对性能的影响1一加入 C C 5份；一加入 C C 0份；一加入 C C 5份；一加入陶土 1 a O31 2 a O32 3 a O3 2 4 5份和 C C 0份； a O31 5白炭黑 1一 5份和 C C 0份； -B S 5份；一炭黑 1 a O31 6 a O4 2 7 O份和 C C 5份。 a O31

其他大多数无机填料对

制品都有不同程度的补强，只是由于其补强性能和相容性的不同对制品性能的影响也不同。其中，白炭黑对体系的补强性能最好， 所以是拉伸强度有所增大，由于它对 P但 OE粒子的增韧作用有影响，使制品的韧性明显下降，以制品的断所裂伸长率降低。陶土、 a O B S等填料对拉伸强度的影

增大；断裂伸长率则随之减小；硬度随之增大。 ( ) OE P 2 P/ P的共混比为 6/ 0时，品的综合性 04制能最佳。 ( )醛树脂的用量为 2份时， 3酚综合性能较好。 ( )填料用量的增加，伸强度变化不大， 4随拉断裂伸长率明显下降。参考文献：[]殷敬华，志深，峰 .丙橡胶/ 1莫纪乙聚丙烯共混体系的界面相互渗透[]高分子学报，9 7 4 4:7— 20 J. 18,( )2 6 8 . []郭锡坤 . 2动态全硫化 E D P P M/ P热塑性弹性体拉伸蠕变行为的研究[]高分子材料科学与工程，9233:—8. J. 19,()8 8 3(文编辑 WJ )本 W

响都不很明显，是略微有所改变。而炭黑由于在体只系中的相容性较差，以其制品的各项性能都有所降所低。就综合性能而言，料 C C填 a O。在 1 5份时的性能最好，为了降低成本，以适量地增加填料的用量。但可4结论

() 1随着体系中塑料相的不断增加，伸强度逐渐拉(接 2上 3页 )

( )照剂量、 VA树脂的含量及 L P 2辐 E D E树脂的性能对辐射交联 L P/ VA混合体系泡沫片材的凝 D EE

小，则所得泡沫制品的断裂伸长率就越大。参考文献：[]张军 .性聚乙烯泡沫塑料的配方和生产技术[]合成 1改 J.树脂及塑料 . 9 2 9 1:97 . 1 9,( ) 6-3

胶含量都有影响。随着辐照剂量的增加体系的凝胶含量增加，到 2 k达 5 Gy时凝胶含量增长缓慢，且逐渐并趋于稳定；较高的辐照剂量下， VA的含量在在 E 1~3之间对混合体系的辐射交联具有促进作 O O用。L P D E树脂的 MF R值越小，合体系泡沫片材混的凝胶含量越高。 ( )系的交联度对制品的宏观性能有较大的影

3体响。随凝胶含量的增加，品的表观密度增大， L制泡孑尺

[] M o r uzp rz u sn, A D a . f c 2 A R di e—∈e,A D￣e sJ E S] Ef t g a eo d i o fEV o h e h i l r p ri f x r d d fa dt n o A n t e tc nc o e t so tu e i ap e e

f a p oi so o d n i oy t ye e E o m r fl flw- e st p leh ln/ VA ln s e y be d

[] JAp l oy c,9 8 6 ( ) 13— 14 . J. p P lm S i19,8 8:2 7 2 4 [3刘飞跃，丽叶 .同聚乙烯辐致凝胶效应的比较研究 3张不[]中国塑料，0 1 1 ( ) 2— 2. J. 2 0,5 8:1 7 []覃上延，喜林 .乙烯泡沫塑料的研制[]沈阳化 4韩聚 J.工，9 5 2 ( )3—3 . 19,4 2:4 6

寸减小。制品的拉伸强度随着凝胶含量的增加成线性变化，断裂伸长率先增大，到达某一值后就开始下降。 ( ) D E树脂的物理性能和 E 4L P VA的含量对辐射交联 L E E DP/ VA混合体系泡沫片材的力学性能有影

[]杨慧丽，俊，占海， .乙烯泡沫塑料物理性能的研 5徐姚等聚究[]高分子材料科学与工程，97 1 ( 1:3 7 . J. 1 9,3 S ) 7— 7 []吴舜英，敬一 .沫塑料成型[]北京：学工业出版 6徐泡 M .化社， 9 9 1 9.

响。混合体系 E VA的含量增加，品的拉伸强度增制加但增加，幅度不大；断裂伸长率却有大幅的增加，说明加入 E VA可以提高辐射交联 L E泡沫片材的柔 DP软性，改善其力学性能。L P D E树脂的熔体流动速率一

[] SqnD li h nW e xu Ivsiai f a i in 7 i aa, e n i,n et t no da o - i C g o r t co s n e a f D E E ln sJ . p rsl k df m o P/ VA be d[]JAp l i o LPo y S i 1 9 6 ( ): 5 8 . l m c, 9 6, 2 1 7— 0 (文编辑 S本 XQ)

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/80r1.html