輻射交聯(lián)熱縮管的制造工藝

摘要：本文介紹了交聯(lián)聚乙烯的性能，生產(chǎn)通用縮管的工藝流程，以及吹脹工藝的操作和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：輻射交聯(lián)  聚乙烯熱縮管  制造工藝

高壓聚乙烯經(jīng)高能射線（如電子束或 Y 射線）輻照后，發(fā)生高分子交聯(lián)，它們?cè)谟袡C(jī)溶劑中的溶解性能下降或者不再溶解。這種聚乙烯交聯(lián)材料，其電學(xué)性能幾乎未發(fā)生變化，而耐熱、機(jī)械和防腐蝕性能大大提高，還具有寶貴的“記憶”效應(yīng)，可以制造熱縮管。



輻射交聯(lián)聚乙烯的性能

高壓聚乙烯具有優(yōu)良的電學(xué)性能，并耐酸堿和鹽類(lèi)。在電流頻率為50-1x109HZ范圍內(nèi)，它的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗與電流頻率無(wú)關(guān)，通常用作高頻絕緣材料。缺點(diǎn)是熔點(diǎn)口較低（ 105 - 110 ℃ ），長(zhǎng)期使用溫度不能超過(guò) 60 ℃ 。經(jīng)輻照以后，耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度顯著提高，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)到 100℃ ，熔點(diǎn)可達(dá) 135 ℃ 。例如密度為 0 . 92 / cm3的高壓聚乙烯，制成 1 . 5mm 薄板，經(jīng)電子束輻照后（劑量 250kGy ) ．其拉伸強(qiáng)度可以從 140 kg / cm2。提高到 240 kg/cm2，熔點(diǎn)從 110 ℃ 提高到 150 ℃ 。為提高其耐熱性，還可以添加抗氧劑、助抗氧劑和紫外光吸收劑，使得到的耐熱輻射交聯(lián)聚乙烯材料長(zhǎng)期使用溫度提高到 130 ℃ ，短期使用溫度達(dá)到 200 ℃ 。若再增加阻燃劑，則可制成阻燃型輻射交聯(lián)聚乙烯材料，應(yīng)用于需要防火的各類(lèi)產(chǎn)品。

一般工藝流程

通用熱縮管制造工藝流程如圖1

（1）配方  選擇適當(dāng)品種（一種或多種）高分子聚合物材料作為基料，加入適當(dāng)品種和數(shù)量的填料（如碳黑）、抗氧劑、交聯(lián)劑（為了使用較小的劑量得到較大的交聯(lián)程度）和其它拼料，從而得到性能穩(wěn)定、質(zhì)量高的原料．
（2）混煉   將配方后的各種輔料和基料均勻混合。一般采用密煉機(jī)來(lái)完成。密煉混合后的粉劑原料，再用造粒機(jī)，切斷造型成顆粒料。
（3）擠出成型  根據(jù)對(duì)管徑大小、竹壁厚薄和外管形狀的不同要求制成注塑模具， 用不同規(guī)格的注塑機(jī)擠出成型，制成不同規(guī)格的高分子輻射交聯(lián)管子。
（4）輻照 可以采用各種類(lèi)別的加速器,用電子束進(jìn)行加工;也可以采用60Co(137Cs)輻照裝置，用 Y 射線進(jìn)行加工。
（5）質(zhì)量控制   主要是輻照劑量和均勻度兩個(gè)問(wèn)題。劑量必須控制在適宜范圍．過(guò)低或超過(guò)將導(dǎo)致交聯(lián)度不夠或趨向裂解。輻照劑量一定要均勻，否則影響產(chǎn)品質(zhì)量。
（6）條件控制   主要是輻照時(shí)要與空氣中的氧隔絕。可采用真空包裝、充氮去氧包裝后輻照．
（7）吹脹    將管子加熱到結(jié)晶熔融溫度以上呈彈性狀態(tài)時(shí)，用氣體壓力，將其橫向吹脹。管子較粗、管壁較厚時(shí)，也可采用機(jī)械擴(kuò)張。
（8）定型    吹脹（擴(kuò)脹）后的管子，經(jīng)水冷卻，使其定型。
（9）包裝    對(duì)定型的管子，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)輸包裝。

吹脹工藝

吹脹是輻射交聯(lián)熱縮管制造的核心工藝，現(xiàn)以通用聚乙烯熱縮細(xì)管為例說(shuō)明如下。吹脹工藝流程如圖2所示。

將輻射交聯(lián)聚乙烯管繞在木制的供料卷筒（1）上，要均勻，厚度適宜，避免變曲和損傷。壓縮空氣通過(guò)供氣管（ 2 ）進(jìn)入輻射交聯(lián)聚乙烯管的一端，另一端封死以保持聚乙烯管內(nèi)恒壓。供料輥（ 3 ）把聚乙烯管送進(jìn)油浴（ 7 ）。其傳熱介質(zhì)為甘油，通過(guò)電加熱器（ 13 ）加熱，接觸溫度計(jì)（ 8 , 9 ）和繼電器控制加熱器恒定溫度。油浴中部有鐵制油浴管（ 6 ) ，其底部有三排孔以便甘油進(jìn)入油浴管內(nèi)。壓管輥（ 14 ）減少聚乙烯管移動(dòng)時(shí)的摩擦，，并可防止聚乙烯管漂在上面。在油浴管進(jìn)出口用（ 4 ）、（ 5 ）兩個(gè)膠塞，以免聚乙烯通過(guò)時(shí)受損傷。水冷卻器(10) 是一個(gè)帶夾套的裝置，夾套內(nèi)贈(zèng)有四排細(xì)孔。通入自來(lái)水均勻噴射在熱吹脹管上，使之冷卻定徑。牽引輥（ 11 ）把已吹脹的管送到卷料輥（ 12 ）卷料。

工藝參數(shù)：油浴溫度 135-160 ℃ 可調(diào)管速度2-4m/min,通過(guò)壓縮機(jī)（16）和貯氣筒（15）將供氣壓力控制在0.2-1.0 kg/cm2，輻照劑量 100kGy ，吹脹率 50-100 % ，縱向伸長(zhǎng)率＜ 20 ％。

采用內(nèi)壓吹脹法制造聚乙烯熱縮氣管時(shí)，為了保證質(zhì)量，要掌握管線速度、油浴溫度和供氣壓力三個(gè)要素。

管線速度根據(jù)輻照交聯(lián)程度、油浴長(zhǎng)短和油浴溫度決定。通常在交聯(lián)度高、油浴不長(zhǎng)、溫度不高時(shí)，管線速度可適當(dāng)放慢；反之，管線速度要適當(dāng)快些。

當(dāng)管線速度和油浴溫度一定時(shí)，供氣壓力應(yīng)視管璧薄厚、大、小、和交聯(lián)程度而定。管壁厚、管徑小、輻照交聯(lián)度高時(shí)，供氣壓力要大；反之，供氣壓力要小。

加熱溫度一般略高于輻射交聯(lián)聚乙烯結(jié)晶熔融溫度。當(dāng)輻射交聯(lián)度高、管壁厚時(shí)，則可把加熱溫度提高。

輻射交聯(lián)聚乙烯熱縮細(xì)管有一個(gè)極限吹脹率．在此極限內(nèi)，調(diào)節(jié)供氣壓力，可以得 到不同吹脹率的熱縮細(xì)管。

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