Радиационная сшивка является одним из первых методов сшивки ПВХ, а также наиболее широко используемым методом сшивки. США, Япония и другие страны использовали этот метод для производства радиационно сшитых проводов с ПВХ изоляцией. Обычные поливинилхлоридные материалы не сшиваются под действием радиации и в основном подвергаются реакциям дегидрохлорирования и деградации, в результате чего образуются сопряженные двойные связи, из-за которых продукт обесцвечивается. В 1959 году Пиннер и Миллер впервые обнаружили, что многофункциональные ненасыщенные мономеры могут усиливать реакцию сшивания ПВХ под действием излучения, что делает возможным сшивание ПВХ излучением. Добавляемые многофункциональные ненасыщенные мономеры представляют собой в основном триметилолпропантриметакрилат (TMPTMA), триметилолпропантриакрилат (TMPTA), триаллилизоцианурат (TAIC), триенпропилцианурат (TAC), тетраэтиленгликольдиметакрилат (TEGDM), тетраэтиленгликольдиакрилат (TEG-DA), трипропиленгликоль. диакрилат (TPGDA), диакрилат дипропиленгликоля (DPGDA) и т. д.
За прошедшие годы большое количество исследований постепенно выявило принцип реакции и структурные изменения при радиационном сшивании ПВХ, а также позволило контролировать структуру и характеристики изделий из радиационно-сшитого ПВХ, что сделало технологию радиационного сшивания ПВХ все более зрелой. .
Радиационное сшивание ПВХ обычно использует лучи 60Co или высокоэнергетические электронные (ЭБ) лучи в качестве источника излучения, многофункциональный ненасыщенный мономер в качестве сшивающего агента, реакция сшивания является свободнорадикальной реакцией, а связь C-Cl ПВХ под действием радиационного расщепления с образованием свободнорадикальных активных центров, многофункциональные ненасыщенные мономеры преимущественно генерируют свободные радикалы и самополимеризуются при инициировании облучением и одновременно прививаются к длинноцепочечным свободным радикалам ПВХ, основной сшивающей структурой является ПВХ- (поперечная -связующий агент) -ПВХ.
В.К. ШАРМА и соавт. использовали излучение электронного пучка (ЭП) для сшивания мягкого ПВХ и изучили влияние трех сшивающих агентов — ТМФТА, ТЭГДМ и ТЭГДА на скорость сшивания и термическую стабильность мягкого ПВХ. ТБЛС) в качестве стабилизатора системы. Результаты показывают, что 5-процентный ТМФТА имеет наилучший эффект сшивания. При массовой доле геля 60% его предел прочности при растяжении достигает 23,5 МПа, что примерно на 7% выше, чем без сшивания. В то же время объем сшитого мягкого ПВХ также может быть значительно улучшен. Удельное сопротивление и температура разложения также могут быть значительно улучшены.
Ратнам и др. применили тот же метод радиационной сшивки, используя ТМФТА для сшивания твердого ПВХ и Si TBLS в качестве стабилизатора системы, и изучили взаимосвязь между содержанием геля и прочностью на растяжение и твердостью твердого ПВХ при дозе облучения. 20-200 кГр. В то же время была измерена Tg дозы облучения 100 кГр, и анализ FTIR подтвердил, что метод электронно-лучевого облучения позволяет эффективно избежать возникновения реакции деградации. Исследование показало, что при дозе облучения 100 кГр массовая доля геля достигала 85 процентов, а Tg сшитого жесткого ПВХ увеличивалась на 2,5 градуса по сравнению с несшитым образцом. В то же время исследование свойств радиационно-сшитого твердого ПВХ показывает, что прочность на растяжение и твердость образцов твердого ПВХ, сшитого соответствующим количеством сшивающего агента (4 процента), значительно улучшаются. Когда массовая доля геля достигает 80 процентов, предел прочности при растяжении достигает максимального значения 55 МПа, что на 30 процентов выше, чем без сшивания. В это время твердость твердого ПВХ также увеличилась примерно на 13 процентов и показала тенденцию к росту с увеличением массовой доли геля.
Радиационное сшивание ПВХ представляет собой очень сложную реакцию, в основном включающую сшивание ПВХ, разложение и удаление HCl. Влияние различных факторов на радиационное сшивание ПВХ достигается за счет воздействия на конкурентные отношения между тремя факторами. На процесс реакции радиационного сшивания ПВХ влияет множество факторов: доза облучения, температура излучения, атмосфера реакции, сшивающий агент, пластификатор, наполнитель и технологическая добавка. По сравнению с химическим методом сшивания, метод радиационного сшивания имеет много преимуществ и широко используется в проводной и кабельной промышленности.
Изделия из радиационно-сшитого ПВХ обладают отличными эксплуатационными характеристиками, высокой эффективностью производства, энергосбережением и отсутствием загрязнения окружающей среды. Учитывая внимание людей к проблемам окружающей среды и развитию радиационной технологии, технология радиационного сшивания ПВХ неизбежно будет привлекать все больше и больше внимания.