得的含氯聚合物,其分子结.docVIP

氯化聚乙烯(CPE)是由聚乙烯经氯化而制得的含氯聚合物，其分子结构与原料聚乙烯有相同的主链结构，只是主链碳原子上的部分氢原子为氯原子取代，不存在不饱和键，因而它具有优异的耐热氧老化、耐候、耐臭氧、耐油、阻燃性、抗电晕性和加工工艺性能，并具有良好的抗撕裂、耐磨、耐屈挠等物理机械性能；因此它在许多行业得到了广泛的应用。 在电缆行业，由于CPE具有许多优异的性能，它正逐渐成为氯丁橡胶的代用品。但是在实际应用中，笔者发现用大多数厂家的CPE制作耐热90℃及以下级电缆料是比较容易的，若是制作耐热105℃的电缆料，却会遇到许多不易克服的困难。这是因为大多数国产CPE的耐热性较差。国外CPE耐热性较好，但价格太高。同时，许多家用电热器所用的电缆对其电缆料耐温要求却越来越高，而对成本要求却是越低越好。这就给胶料配方设计带来许多困难，因此笔者认为有必要对影响CPE耐热性能的机理进行探讨，以便为配方设计者提供理论参考。 笔者选用4种防老剂(RD、MB、HS-911、防老剂1010)对4种CPE[(国产)亚星135A、135B，(国产)天腾135B，(美国)杜邦702P]的耐热性能进行了研究。研究表明，不同牌号的CPE其耐热性能是不一样的，不同的防老剂对同一牌号的CPE的耐热性能影响也不一样： 1 实验部分 1.1 主要原材料 亚星CPE135A、CPE135B：山东潍坊化工厂；CPE702P：美国杜邦公司；天腾CPE135B：江苏天腾化工；重质碳酸钙ML-2500：梅林化工公司；滑石粉RB-510：梅林化工公司；二枯基过氧化物(DCP)：上海高桥化工公司；氧化镁：中兴化工公司；其它原料均为市售。 亚星CPE135B的主要性能指标：氯质量分数为34%-36%，挥发分质量分数≤0.5%，残余结晶度≤2，生胶门尼粘度(ML1+4125℃)为70-80；亚星CPEl35A的主要性能指标：氯质量分数为35%，挥发分质量分数≤0.5%，残余结晶度≤5，生胶门尼粘度(ML增产)为80-90；天腾CPE135B的主要性能指标：氯质量分数为35%，挥发分质量分数≤0.5%，残余结晶度≤5，生胶门尼粘度(ML1+4125℃)为50-60。 1.2 仪器与设备 开炼机：SK-160型，上海橡胶机械厂；平板硫化机：CLB-D350×350型，广东番禺橡胶机械厂；橡胶硫化仪：R100E型，北京市友深电子仪器厂；拉力强度试验机：GT-7010-AE型，高铁检测仪器有限公司；老化试验箱：401B，上海实验仪器总厂。 1.3 基本配方 试样基本配方(质量份)：CPE(变种)100，RB-510 75，ML-2500 50，氧化镁10，防老剂(变种)变量，石蜡2.5，TOTM 5，DAP 10，TAIC 3，DCP 3。 1.4 试样制备 试样制备无特殊要求，按通用炼胶方法依次将胶料、小料、大料、油料在开炼机上加入，最后加入硫化剂，薄通3次，出片，停放4h后，在硫化机上压成1mm试片备用。硫化条件：170℃×15min。 1.5 性能测试 性能测试按GB582、GB3512-83进行。老化条件：热烘箱老化150℃×48h。 2 结果与讨论 橡胶因其独特的高弹性而得到广泛的应用，但橡胶制品也像其它高分子材料一样，都有在使用过程中逐渐老化的缺点，以致最后完全丧失它原有的宝贵性能。橡胶制品老化的原因除受本身分子结构的影响外，主要受其工作的环境即外部因素的影响。这些外部因素又分为物理因素、化学因素和生物因素3种类型。这些外界因素在老化的过程中，往往不是独立地起作用，而是相互影响，加速了橡胶老化的进程。在这些因素中，最常见而且最重要的化学因素是氧和臭氧；物理因素是热、光和机械应力。一般橡胶制品的老化主要是由于客观存在中的一个或几个因素共同作用的结果，最普遍的是热氧老化，其次是臭氧老化、疲劳老化和光氧老化。 一般来说，防老剂主要是通过防氧化、防光吸收、钝化金属离子、阻止氢过氧化物分解的作用来提高橡胶耐热氧老化的能力，延长橡胶的使用寿命，并起到提高橡胶的耐热性能。下面就试验结果进行讨论。 2.1 无防老剂的情况 表1是基本配方不加防老剂的试验结果。从表1可以看出，在不加防老剂的情况下，4种CPE经150℃×48h热老化后，扯断伸长率保持率均严重下降至发脆。这种现象说明了CPE分子中的氯原子并不是很稳定的，在热的作用下容易脱离，同时也说明CPE的热老化过程伴随着分子上氯原子的脱离并发生交联。 表1 无防老剂的试验结果 测试项目 亚星CPE135B 亚星CPE135A 杜邦CPE702P 天腾CPE135B 老化前