有機(jī)二元酸、多元醇等;或是分子內(nèi)含有多個不飽和雙鍵的化合物,如二乙烯基苯和二異氰酸酯,N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)等??赏瑔误w一起投料,待縮聚(或聚合)到一定程度發(fā)生交聯(lián),使產(chǎn)物變?yōu)椴蝗艿慕宦?lián)聚合物;也可在線型分子中保留一定數(shù)量的官能團(tuán)(或雙鍵),再加入特定物質(zhì)進(jìn)行交聯(lián),如酚醛樹脂的固化和橡膠的硫化等。
交聯(lián)劑主要用在高分子材料(橡膠與熱固性樹脂)中。因為高分子材料的分子結(jié)構(gòu)就像一條條長的線,沒交聯(lián)時強(qiáng)度低,易拉斷,且沒有彈性,交聯(lián)劑的作用就是在線型的分子之間產(chǎn)生化學(xué)鍵,使線型分子相互連在一起,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),這樣提高高分子材料的強(qiáng)度和彈性,橡膠中用的交聯(lián)劑主要是硫磺,另外要加促進(jìn)劑。
1、多種熱塑塑料(聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、EVA、聚苯乙烯等)的交聯(lián)和改性。熱交聯(lián)一般添加量為1-3%,另加過氧化二異丙苯(DCP)為0.2-1%;輻照交聯(lián)添加量為0.5-2%,可不再加DCP。交聯(lián)后可顯著提高制品的耐熱性、阻燃性、耐溶劑性、機(jī)械強(qiáng)度及電性能等。它比單獨采用過氧化物體系交聯(lián)要顯著地提高產(chǎn)品質(zhì)量,且無異味。典型用于聚乙烯、聚乙烯/氯化聚乙烯、聚乙烯/EVA交聯(lián)電纜和聚乙烯高、低發(fā)泡制品。
2、乙丙橡膠、各種氟橡膠、CPE等特種橡膠的助硫化(與DCP并用,一般用量為0.5-4%),可顯著地縮短硫化時間、提高強(qiáng)度、耐磨性、耐溶劑和耐腐蝕性。
3、丙烯酸、苯乙烯型離子交換樹脂的交聯(lián)。它比二乙烯苯交聯(lián)劑用量少、質(zhì)量高、可制備抗污、強(qiáng)度大、大孔徑、耐熱、耐酸堿、抗氧化等性能極佳的離子交換樹酯。這是國內(nèi)外新近開發(fā)的,前景極好的新型離子交換樹酯。
4、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯等的改性??娠@著地提高耐熱性、光學(xué)性能和工藝加工性能等。典型用于普通有機(jī)玻璃的耐熱改性。
5、環(huán)氧樹酯、DAP(聚苯二甲酸二烯丙酯)樹酯的改性??商岣吣蜔嵝浴⒄澈闲?、機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。典型用于環(huán)氧灌封料和包封料的改性。 6、不飽和聚酯和熱塑聚酯的交聯(lián)和改性??娠@著提高耐熱性、抗化學(xué)腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、耐候性和機(jī)械性能等。典型用于提高熱壓性不飽和聚酯玻璃鋼制品耐熱性,改性后的制品使用溫度可達(dá)180℃以上。
7、TAIC本身的均聚物——聚三烯丙基異三聚氰酸酯為一種透明、硬質(zhì)、耐熱、電絕緣優(yōu)良的樹脂,亦可用于粘合玻璃及陶瓷等。典型用于制造多層安全玻璃。
8、聚苯乙烯的內(nèi)增塑、苯乙烯與TAIC等共聚改性,可制得透明的、耐碎的制品。
9、金屬耐熱、抗輻射、耐候性的保護(hù)劑,TAIC預(yù)聚物在金屬表面進(jìn)行烤鍍,其烤鍍膜具有十分優(yōu)良的耐熱、耐輻射、耐候性和電絕緣性。典型用于制造微電子產(chǎn)品的印刷線路板等絕緣材料。
10、用作光固化涂料、光致抗蝕劑、阻燃劑和阻燃交聯(lián)劑等的中間體。典型用于合成高效阻燃劑TBC和阻燃交聯(lián)劑DABC。 溶解性編輯 播報 溶于芳烴、鹵化烴、環(huán)烷烴、丙酮、多種醇等,微溶于烷烴,不溶于水。 化學(xué)性質(zhì):在常溫下性能十分穩(wěn)定,可長期在室溫下貯存。TAIC的功能團(tuán)為三個烯丙基,具有脂肪族烯烴的一般通性,如多種加成反應(yīng)、均聚和共聚反應(yīng)、Prins反應(yīng)等。在過氧化物引發(fā)下,TAIC較其他烯丙基更易發(fā)生聚合反應(yīng),在空氣中加熱到140℃以上即發(fā)生自聚反應(yīng),成為透明、質(zhì)硬的均聚物。
交聯(lián)劑也叫固化劑、硬化劑、熟化劑,它能使線型或輕度支鏈型的大分子轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),以此提高強(qiáng)度、耐熱性、耐磨性、耐溶劑性等性能,可用于發(fā)泡或不發(fā)泡制品. 常見的交聯(lián)劑為有機(jī)過氧化物:
DCP 即過氧化二異丙苯,最為常用,密度1.08g/cm3,熔點42℃,分解溫度120~125℃,折光率1.54,117℃時半衰期為10小時,常與氧化鋅并用,提高強(qiáng)度及耐老化性。 BPO 即過氧化苯甲酰,白色粉末,熔點103~106℃,極不穩(wěn)定,不溶于水,微溶于有機(jī)溶劑。 DTBP 即二叔丁基過氧化物,微黃色透明液體,密度為0.8g/cm3,沸點110℃,燃點183℃,折光率1.4,126℃時半衰期為10小時。 DBHP 即過氧化氫二異丙苯,淺黃色液體,受熱或與酸堿接觸容易分解。 還有二亞乙基三胺(DTA)又稱二乙三胺,無色液體,沸點207℃,密度0.954克/立方厘米,折光率1.5,閃點94℃,常用于環(huán)氧樹脂,一般添加量5 %~10%。 雙25 即2,5-二甲基-2,5 二叔丁基過氧化己烷,簡稱雙25,其商品有兩種,一種為純度90%的淡黃色液體,密度為0.85克/立方厘米;另一種為純度50%的白色粉末,分解溫度179℃(半衰期1分鐘)、118℃(半衰期為10小時)。雙25是一種高溫交聯(lián)劑,常用于乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯等,能提高制品的強(qiáng)度、硬度等。2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-異丙基咪唑、四氣鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、三亞乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺等也都是交聯(lián)劑,大部分用于熱固性塑料,作為固化劑使用。 注意事項編輯 播報 在使用交聯(lián)劑時,要盡量避免添加酸性填料,添加抗氧劑時也要慎重,其他芳烴油類助劑等對交聯(lián)效果都會起到不良影響,一定要注意這點。 聚乙烯(PE)電纜、管材等產(chǎn)品經(jīng)過交聯(lián)后,產(chǎn)品性能大大提高,如機(jī)械力學(xué)性能,耐熱性能及耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能(ES-CR均得到了很大提高,用于這類產(chǎn)品的交聯(lián)劑品種除用過氧化二異丙苯外,也有用硅烷類接枝交聯(lián)的。 如乙烯基三乙氧基硅烷(A1522),其硅含量為13.5%~14.5%,就是一種交聯(lián)劑。 實例 交聯(lián)聚乙烯材料 HDPE 50 LLDPE 50 A151 0.5~2 DCP 0.5~1 二月桂酸二丁基錫 0.5 這里A151為交聯(lián)劑,DCP為接枝引發(fā)劑,二月桂酸二丁基錫為接枝催化劑。生產(chǎn)工藝采用二步法或一步法均可以得到交聯(lián)產(chǎn)品。交聯(lián)PE管材可用于輸送熱水、煤氣、化工腐蝕性液體等。 分類編輯 播報 交聯(lián)劑分為外交聯(lián)劑和內(nèi)交聯(lián)劑。 1、外交聯(lián)劑 所謂外交聯(lián)劑就是在使用前加入,然后在室溫、加熱或輻照下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。外加交聯(lián)劑又分為以下類別:
⑴多異氰酸酯(JQ-1、JQ-1E、JQ-2E、JQ-3E、JQ-4、JQ-5、JQ-6、PAPI、可乳化MDI、四異氰酸酯)。
⑵多元胺類(丙二胺、MOCA)。
⑶多元醇類(聚乙二醇、聚丙二醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷)。
⑷縮水甘油醚(聚丙二醇縮水甘油醚)。
⑸無機(jī)物(氧化鋅、氯化鋁、硫酸鋁、硫黃、硼酸、硼砂、硝酸鉻)。
⑹有機(jī)物(苯乙烯、a-甲基苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二醛、氮丙啶)。
⑺有機(jī)硅類(正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲氧基硅烷)。
⑻苯磺酸類(對甲苯磺酸、對甲苯磺酰氯)。
⑼丙烯酸酯類(二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、TAC、丙烯酸丁酯、HEA、HPA、HEMA、HPMA、MMA)。
⑽有機(jī)過氧化物(過氧化二異丙苯,過氧化雙2,4一二氯苯甲酰)。
⑾金屬有機(jī)化合物(異丙醇鋁、醋酸鋅、乙酰丙酮鈦)。
⑿氮丙啶類
⒀多功能聚碳化二亞胺類交聯(lián)劑。
⒁封閉型交聯(lián)劑
⒂異氰酸酯類交聯(lián)劑
2、內(nèi)交聯(lián)劑 所謂內(nèi)交聯(lián)劑意指作為一種單體在聚合時進(jìn)入大分子結(jié)構(gòu)鏈內(nèi),或者作為一個組分加入到膠黏劑中,能夠穩(wěn)定儲存,只有在加熱到一定溫度或輻射條件才能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。常用的內(nèi)交聯(lián)劑有烯類單體,如丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、二乙烯基苯、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺。 選用編輯 播報 對于不同的交聯(lián)劑,應(yīng)當(dāng)選擇適其所用的交聯(lián)劑,對交聯(lián)劑則有如下一些要求:
⑴交聯(lián)劑的活性基團(tuán)能與膠黏劑中組分反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
⑵交聯(lián)效率高,只要加入少量便可獲得穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
⑶交聯(lián)速度適宜,過快過慢都不利。
⑷幾種交聯(lián)劑混合使用,可獲得最佳的綜合效果。
⑸交聯(lián)劑在工藝處理和儲存期內(nèi)穩(wěn)定,不發(fā)生有害反應(yīng)和凝聚作用。無毒害、無刺激性、不污染環(huán)境。 交聯(lián)劑 交聯(lián)劑 一、環(huán)氧樹脂可以通過基于酸類、胺類、氨基樹脂、異氰酸酯、酚醛樹脂等,進(jìn)行冷&熱固化體系交聯(lián);
二、氨基樹脂可以通過基于異氰酸酯、羧酸或酐類、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等,進(jìn)行冷&熱固化體系交聯(lián);
三、酚醛樹脂可以通過基于酸類、環(huán)氧樹脂和異氰酸酯等,進(jìn)行冷&熱固化體系交聯(lián);
四、醇酸樹脂可以通過基于酸類、胺類、氨基樹脂、異氰酸酯、酚醛樹脂、過氧化物、光引發(fā)劑等,進(jìn)行冷&熱固化體系交聯(lián);
五、丙烯酸樹脂可以通過基于胺類、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、異腈酸酯、酚醛樹脂、自由基等,進(jìn)行冷&熱固化體系交聯(lián);
六、聚乙烯可以通過基于過氧化物、硅烷醇、電子束等進(jìn)行交聯(lián);
七、常規(guī)彈性體可以通過基于硫磺、過氧化物、異腈酸酯等,進(jìn)行冷&熱固化體系交聯(lián);
八、特殊彈性體可以通過基于金屬氧化物、硅烷醇、樹脂、胺類等,進(jìn)行冷&熱固化體系交聯(lián)。 交聯(lián)工藝編輯 播報 微波工藝:基本原理大家都比較熟悉的,但是值得記住的一點是由碳?xì)洳牧辖M成的日用聚合材料不能用微波進(jìn)行加熱。讓我們以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、天然橡膠和聚異戊二烯、SBR、三元乙丙橡膠、丁基橡膠、聚丁二烯等為例,為了能夠應(yīng)用這一技術(shù),有必要加入相當(dāng)數(shù)量的(重量比為10%―50%)微波下加熱材料,例如:
(1)炭黑
(2)金屬粉末(小心燃燒危險)
(3)表面處理過的二氧化硅
(4)強(qiáng)磁性和鐵磁性粉末
(5)鋇和鉛的鈦酸鹽以及鋯酸鹽
(6)高度偶極化的有機(jī)酯類、鄰苯二甲酸酯和羧酸酯類
(7)聚氧乙烯醇和相關(guān)醚類與酯類
(8)胺類 另一種方法在于使用少量的催化劑(0.2到1%)。有專家描述了使用反應(yīng)性催化劑的使用,提高了包括交聯(lián)在內(nèi)的多種化學(xué)反應(yīng)的速度(超過四倍)。這些催化劑在微波條件下,生成微波敏感性中間產(chǎn)物,但是在沒有微波的條件下對熱表現(xiàn)為惰性。應(yīng)用實例是通過胺類、酐和羧酸硫化劑固化的環(huán)氧樹脂;硅樹脂彈性體、環(huán)氧化橡膠的交聯(lián);不飽和橡膠的硫磺硫化;過氧化物硫化;不飽和聚酯樹脂、烯丙基碳酸酯和烯丙基鄰苯二甲酸酯樹脂的固化等。 通過對比,其它的一些聚合物如聚甲醛、增塑聚氯乙烯、氯丁橡膠、丁腈橡膠、丙烯酸(類)橡膠等等都可以通過微波進(jìn)行直接處理。