聚合物材料經輻射交聯(lián)后,聚合物大分子之間形成一定的交聯(lián)點, 使聚合物的分子量提高,并形成一種三維網狀結構的分子,對聚合物的各項物理性能產生影響: (1)提高熱穩(wěn)定性(包括高溫特性及熱氧老化性);
(2)提高抗張強度和減少彈性;尤其是提高在高溫下的抗張強度。
輻射交聯(lián)后可提高材料的抗張強度、耐磨性等機械性能。但值得注意的是這并不是絕對的, 尤其是對半結晶高聚物, 到一定交聯(lián)程度后, 交聯(lián)聚合物的抗張強度會下降。
除此之外,輻射還可改善聚烯烴耐環(huán)境應力撕裂性、低溫脆性等,但最主要的是改善在高溫下的力學性能。
(3)交聯(lián)聚合物不能為溶劑所溶解,只能為溶劑所溶脹。
輻射交聯(lián)與化學交聯(lián)相比,主要有以下優(yōu)點:
(1)無須添加熱引發(fā)劑,可避免混料過程中的預交聯(lián)。
(2)交聯(lián)在常溫下進行,可節(jié)約能源和避免環(huán)境污染。
(3)交聯(lián)工藝簡單,交聯(lián)過程容易控制,交聯(lián)度可通過調節(jié)輻射劑量來控制。
(4)應用范圍大,如PP,氯化聚乙烯(CPE),氟材料等。
(5)效率高,成本低。
(6)改善電性能: 蒸汽交聯(lián)的PE電纜在高壓蒸汽下不可避免會將蒸汽滲入PE層,造成許多微孔,若沾污物濃度高,電纜在使用中易發(fā)生“電樹現(xiàn)象”,而交聯(lián)劑的引入使材料的高頻特性受到損失。采用輻射交聯(lián)可避免或消除這些微孔、污穢或鼓突,并消除“水樹”及“電樹”現(xiàn)象,保證絕緣層的均勻性和高純度,從而使其具有更好的高頻特性及長期性能。所以,人們又把輻射加工譽為繼機加工、熱加工、電加工后的又一次工業(yè)革命。
(7)輻射交聯(lián)特別適用于生產小線,可以高速擠出后交聯(lián),比化學交聯(lián)小線的生產速度要高。
輻射交聯(lián)加工中最廣泛的產品是交聯(lián)聚乙烯(XPE)。 PE輻射交聯(lián)后,在電線電纜材料中,它的最大工作溫度可從140℃提高到250℃ 。另一個特點就是“記憶效應” ,利用這個特點已制成熱收縮材料而大規(guī)模使用。在有機PTC(正溫度系數(Positive temperature coefficient of electricity))材料中,當溫度超過高分子材料熔點時,會出現(xiàn)NTC(負溫度系數)效應,而輻射交聯(lián)PE/CB材料不僅可以減少乃至消除NTC效應,而且可以保持有機PTC材料在多次電熱循環(huán)后的穩(wěn)定性。