超高分子量聚乙烯的交聯(lián)

交聯(lián)是為了改善形態(tài)穩(wěn)定性、耐蠕變性及環(huán)境應(yīng)力開裂性。通過交聯(lián)，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的結(jié)晶度下降，被掩蓋的韌性復(fù)又表現(xiàn)出來。交聯(lián)可分為化學(xué)交聯(lián)和輻射交聯(lián)?；瘜W(xué)交聯(lián)是在超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）中加入適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑后，在熔融過程中發(fā)生交聯(lián)。輻射交聯(lián)是采用電子射線或γ射線直接對(duì)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）制品進(jìn)行照射使分子發(fā)生交聯(lián)。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的化學(xué)交聯(lián)又分為過氧化物交聯(lián)和偶聯(lián)劑交聯(lián)。 過氧化物交聯(lián)工藝分為混煉、成型和交聯(lián)三步。混煉時(shí)將超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）與過氧化物熔融共混，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）在過氧化物作用下產(chǎn)生自由基，自由基偶合而產(chǎn)生交聯(lián)。這一步要保證溫度不要太高，以免樹脂完全交聯(lián)。經(jīng)過混煉后得到交聯(lián)度很低的可繼續(xù)交聯(lián)型超高分子量聚乙烯（UHMW-PE），在比混煉更高的溫度下成型為制件，再進(jìn)行交聯(lián)處理。
超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）經(jīng)過氧化物交聯(lián)后在結(jié)構(gòu)上與熱塑性塑料、熱固性塑料和硫化橡膠都不同，它有體型結(jié)構(gòu)卻不是完全交聯(lián)，因此在性能上兼有三者的特點(diǎn)，即同時(shí)具有熱可塑性和優(yōu)良的硬度、韌性以及耐應(yīng)力開裂等性能。
國外曾報(bào)道用2，5-二甲基-2，5雙過氧化叔丁基己炔-3作交聯(lián)劑，但國內(nèi)很難找到。清華大學(xué)用廉價(jià)易得的過氧化二異丙苯(DCP)作為交聯(lián)劑進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：DCP用量小于1%時(shí)，可使沖擊強(qiáng)度比純超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）提高15%～20%，特別是DCP用量為0.25%時(shí)，沖擊強(qiáng)度可提高48%。隨DCP用量的增加，熱變形溫度提高，可用于水暖系統(tǒng)的耐熱管道。 超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）主要使用兩種硅烷偶聯(lián)劑：乙烯基硅氧烷和烯丙基硅氧烷，常用的有乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。偶聯(lián)劑一般要靠過氧化物引發(fā)，常用的是DCP，催化劑一般采用有機(jī)錫衍生物。
硅烷交聯(lián)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的成型過程首先是使過氧化物受熱分解為化學(xué)活性很高的游離基，這些游離基奪取聚合物分子中的氫原子使聚合物主鏈變?yōu)榛钚杂坞x基，然后與硅烷產(chǎn)生接枝反應(yīng)，接枝后的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）在水及硅醇縮合催化劑的作用下發(fā)生水解縮合，形成交聯(lián)鍵即得硅烷交聯(lián)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）。 在一定劑量電子射線或γ射線作用下，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）分子結(jié)構(gòu)中的一部分主鏈或側(cè)鏈可能被射線切斷，產(chǎn)生一定數(shù)量的游離基，這些游離基彼此結(jié)合形成交聯(lián)鏈，使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的線型分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu)。經(jīng)一定劑量輻照后，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的蠕變性、浸油性和硬度等物理性能得到一定程度的改善。
用γ射線對(duì)人造超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）關(guān)節(jié)進(jìn)行輻射，在消毒的同時(shí)使其發(fā)生交聯(lián)，可增強(qiáng)人造關(guān)節(jié)的硬度和親水性，并且使耐蠕變性得以提高，從而延長其使用壽命。
有研究表明，將輻照與PTFE接枝相結(jié)合，也可改善超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的磨損和蠕變行為。這種材料具有組織容忍性，適于體內(nèi)移植。

硅烷交聯(lián)聚烯烴的催化劑除了有機(jī)錫還有嗎

也可以用有機(jī)銻。月桂酸馬來酸二丁基錫，二月桂酸二正辛基錫、十二烷基苯磺酸、萘磺酸等都可以用。傳統(tǒng)的溫水交聯(lián)聚乙烯多以有機(jī)錫類化合物為催化劑，近年來硅烷自然交聯(lián)聚乙烯可在自然條件下完成交聯(lián)。

硅烷偶聯(lián)劑的主要作用有哪些？

偶聯(lián)劑,顧名思義,起到一個(gè)偶聯(lián)的作用,通過它是兩種性質(zhì)不同的物質(zhì)有效相連或親合，如用于處理無機(jī)填料，使其有效分散在有機(jī)高分子材料基體中，也可以用作交聯(lián)劑使橡膠或聚烯烴等交聯(lián)，用作表面改性，是基材表面親油/親水/或帶上反應(yīng)基團(tuán)。 這是由它的結(jié)構(gòu)所決定的，如硅烷偶聯(lián)劑中烷氧基可以同羥基反應(yīng)，另外一端的有機(jī)基團(tuán)（如氨基、環(huán)氧基、雙鍵等）可以同有機(jī)物反應(yīng)；鈦酸酯或鋁酸酯可以發(fā)生類似的反應(yīng)。

電子束輻射接枝和伽馬輻射接枝的異同點(diǎn)

在輻射交聯(lián)過程中，聚合物的自由基是通過高能射線如γ射線、電子束和中子束等的照射所產(chǎn)生的。在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)時(shí)，γ射線一般由輻射源產(chǎn)生。工業(yè)上，常用大型電子加速器產(chǎn)生的電子束來使聚合物發(fā)生交聯(lián)。輻射交聯(lián)主要是使用高能射線打斷PE 中C 一C 鍵和C 一H 鍵所產(chǎn)生的自由基來引發(fā)交聯(lián)的。 PE 的敏化輻射問題是當(dāng)前輻射交聯(lián)法生產(chǎn)CLPE 的一個(gè)研究重點(diǎn)。解決該問題的一般方法是在PE 中加人增敏劑和敏化劑或者改變輻射氣氛。常用的增敏劑主要有二甲基丙烯酸四甘醇醋、三甲基丙烯酸三羥基丙酯等。常用的敏化劑有四氯化硅、四氯化碳、氟化鈉以及炭黑等。使用乙炔氣氛是常見的PE 敏化輻射方法之一，尤其適用于PE 纖維的輻

3-氨基丙基三乙氧基硅烷的用途

硅烷偶聯(lián)劑KH-550
硅烷偶聯(lián)劑KH-550是最早被廣泛應(yīng)用的偶聯(lián)劑，到目前為止已有40多年的歷史。其結(jié)構(gòu)的一端有能與環(huán)氧、酚醛、聚酯等類合成樹脂分子反應(yīng)的活性基團(tuán)，如氨基、乙烯基等。另一端是與硅相連的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）或氯原子，這些基團(tuán)在水溶液或空氣中水分的存在下，水解生成可與玻璃、礦物質(zhì)、無機(jī)填充劑表面的羥基反應(yīng)，生成反應(yīng)性硅醇。因此，硅烷類偶聯(lián)劑常用于硅酸鹽類填充的環(huán)氧、酚醛、聚酯樹脂等體系。另外,還可用于玻璃鋼生產(chǎn),以提高其機(jī)械強(qiáng)度及對(duì)潮濕環(huán)境的抵抗能力。硅烷偶聯(lián)劑的有機(jī)基團(tuán)對(duì)合成樹脂的反應(yīng)具有選擇性，一般，這些有機(jī)基團(tuán)與聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等合成樹脂缺乏足夠的反應(yīng)性，因而偶聯(lián)效果差。已開發(fā)的對(duì)聚烯烴有較好偶聯(lián)作用的新品種硅烷偶聯(lián)劑，限于成本和其他性能，應(yīng)用尚不普遍。
硅烷偶聯(lián)劑又名硅烷處理劑; 底涂劑。通式為Y (CH2)nSiX3在分子中具有兩種以上不同反應(yīng)基的有機(jī)硅單體，它可以和有機(jī)與無機(jī)材料發(fā)生化學(xué)鍵合 (偶聯(lián))，增加兩種材料的粘接性。通式中n為0～3的整數(shù); X為可水解基團(tuán)，如氯、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等，易水解生成硅醇，可與無機(jī)物質(zhì)反應(yīng)而結(jié)合; Y為有機(jī)官能團(tuán)，如乙烯基、氨基、環(huán)氧基、甲基丙烯酰氧基、巰基等，可與有機(jī)物質(zhì)反應(yīng)而結(jié)合。典型硅烷偶聯(lián)劑性能如下表：用于玻璃纖維、無機(jī)填料表面處理。用作密封劑、膠粘劑和涂料增稠劑。還應(yīng)用于使固定化酶附著到玻璃基材表面、油井鉆探防砂、使磚石表面具有憎水性、使熒光燈涂層具有較高的表面電阻、提高液體色譜中有機(jī)相對(duì)玻璃表面的吸濕性能等。由硅氯仿與帶有活性基團(tuán)的烯烴在鉑催化劑催化下加成再經(jīng)醇解制得。用途適用的聚合物有環(huán)氧、酚醛、三聚氰胺、尼龍、聚氯乙烯、聚丙烯酸、聚氨酯、多硫橡膠、丁腈橡膠等。
用作玻璃纖維處理劑及牙科粘結(jié)劑用途
硅烷偶聯(lián)劑，應(yīng)用于礦物填充的酚醛、聚酯、環(huán)氧、PBT、聚酰胺、碳酸酯等熱塑性和熱固性樹脂，能大幅度提高、增強(qiáng)塑料的干濕態(tài)抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等物理力學(xué)性能和濕態(tài)電氣性能，并改善填料在聚合物中的潤濕性和分散性。是優(yōu)異的粘結(jié)促進(jìn)劑，可用于聚氨酯、環(huán)氧、腈類、酚醛膠粘劑和密封材料，可改善顏料的分散性并提高對(duì)玻璃、鋁、鐵金屬的粘合性，也適用于聚氨酯、環(huán)氧和丙烯酸乳膠涂料.在樹脂砂鑄造中，能增強(qiáng)樹脂硅砂的粘合性，提高型砂強(qiáng)度及抗?jié)裥浴Ｔ诓＠w棉和礦物棉生產(chǎn)中，將其加入到酚醛樹脂粘結(jié)劑中，可提高防潮性及增加壓縮回彈性。在砂輪制造中，有助于改進(jìn)耐磨自硬砂的酚醛樹脂粘合劑的粘結(jié)性及耐水性。