江苏东台市明达塑业有限公司  徐明达

聚乙烯（PE）是塑料加工中应用最广泛的树脂原料之一，具有优良的电绝缘性、耐低温性、易加工成型和足够的力学性能等特性，以及优异的化学稳定性和介电性能，已被广泛用于制作薄膜、泡沫制品、管材、电线电缆绝缘材料等，其产量和用量居各合成树脂之首。由于其结构上的特征，聚乙烯往往不能承受高的温度，机械强度不足，且环境应力开裂性能较差，限制了其在许多领域的应用，为提高聚乙烯的性能，对其进行改性处理一直是PE应用和理论研究的重点，而交联法则是PE改性较为理想的方法之一，也是一项重要技术。

聚乙烯常用的交联方法有辐射交联、过氧化物交联和硅烷交联，以及光交联、盐交联等其他交联方法。其中辐射交联、光交联属于物理改性方法，过氧化物交联、硅烷交联和盐交联属于化学改性方法。交联改性与共聚及共混等改性方法相比，工艺简单，并可以边成型边实施交联。经过交联改性的PE可使其性能得到大幅的的改善，不但提高了PE的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性能和电性能等综合性能，而且非常明显地提高耐温等级，可使PE的耐热温度从70℃提高到100℃以上，从而大大拓宽了PE的应用范围。

一、交联聚乙烯滚塑成型技术在国内外的应用

交联聚乙烯（XHDPE）是一种性能优异的原材料。自从20世纪70年代由美国菲利浦化学公司开发出来并用作滚塑原料以后，就在滚塑工业中得到了广泛的应用。如美国飞利浦化学公司所生产的MarlexCL—100和MarlexCL—50是滚塑用交联聚乙烯的典型代表，以及美国Micropol公司生产的Microlink XL等也是优良的滚塑专用交联聚乙烯，这些原料被广泛应用于滚塑燃油箱、化学品容器、耐温储罐、小型游艇以及军工产品等。交联聚乙烯越来越多地用于滚塑成型，至今交联聚乙烯已占到滚塑聚乙烯专用原料的20%。

我国交联聚乙烯滚塑正处于应用开发初期，与国外主要工业国家的滚塑发展水平差距还很大，主要体现在规模小、产品品种少、技术落后，究其原因：首先是整体塑料加工水平与国外的有差距所导致的旋转设备制造、模具制造及其他辅助设备的落后，过程控制水平差和制品开发设计能力低。其次是对滚塑工艺认识不足，重视不够，一些塑料加工行业的技术人员对滚塑工艺还比较陌生。以及原料的缺乏也是原因之一。目前国内滚塑用料主要是滚塑级线性低密度聚乙烯（LLDPE），占到滚塑聚乙烯专用原料的95%，被认为是滚塑加工领域发展趋势最好的一种原料。但它在流动成型性能、抗低温冲击性能、耐环境应力开裂性能等方面有一定缺陷，限制了一些高性能产品的发展，而交联聚乙烯可较好的弥补这些缺陷。近年来，随着我国滚塑工业的发展，交联聚乙烯滚塑原料的需求量较大，一方面是基于对机动燃油箱市场方面的开发需求，另一方面是基于对耐温内衬原料的需求。中国石油天然气股份有限公司、吉林石化公司研究所、抚顺石化公司等科研单位，已成功研发出交联聚乙烯滚塑专用原料，该产品的面试将大大促进PE的高性能化及工程化应用，将为滚塑业的发展起到一定的推动作用。

二、交联聚乙烯滚塑成型技术简介

1.交联方法

交联滚塑是一种过氧化物液相交联。过氧化物交联时首先是过氧化物受热分解，产生顽氧自由基，它再与聚合物分子上的H原子发生抽氢反应，产生烷基自由基，这些大分子自由基之间发生重合反应即发生交联键。该反应过程可由反应式表述：

常用的过氧化物如过氧化二异丙苯（DCP）、二叔丁基过氧化异丙苯等，在选择过氧化物时既要保证其分解温度高于聚合物的熔点，又要兼顾交联率和分解温度以及分解产物对最终制品的影响等因素。过氧化物液相交联技术应用于PE的滚塑，通过交联反应使聚乙烯分子从二维结构变为三维网状结构，因而使模塑制品具有有意的抗冲击强度、耐热蠕变性、低温韧性、防渗透性和防化学性等。这也为过氧化物交联开拓了新的应用领域。

2.成型过程控制

    交联聚乙烯滚塑成型过程的控制臂普通聚乙烯成型过程的控制要求高。滚塑工艺具有较长的热历程，首先是模具和树脂被加热到树脂熔点温度，然后树脂熔融并均匀涂布到模具的内表面，知道所有树脂黏附到模具上，如何把交联反应控制到树脂熔融黏附完成之后，这是交联聚乙烯滚塑成型能否成功的关键。一名词，在选择好交联聚乙烯中的交联剂产品的同时，加热温度、加热时间、主副轴速比、冷却方式是影响制品性能的主要因素。

1） 加热温度

加热温度对加热周期的影响最重要，加热温度越高加热周期就越短。一般对循环热风加热装置来说，滚塑成型交联聚乙烯的加热室温度温度通常控制在290—330℃之间，如果温度低于190℃加热时间过长，生产效率下降，交联反应不充足；如果温度高于330℃，交联分解过快，容易发生提前交联，导致制品壁中出现有气泡、针孔、壁面出现水痘般泡迹以及表面糙化等缺陷。这就要求交联聚乙烯滚塑加热室的温度 控制比较精确。对于采用明火加热的摇摆滚塑设备来说，因加热效率低，模具内温度通常达不到交联反应所需的温度，而且它的温度控制偏差很大，所以摇摆滚塑设备不宜用于交联聚乙烯的滚塑成型。