无卤阻燃硅烷交联聚烯烃的生产工艺的先进设计【字数：10958】
市面上大多数电线电缆都是聚烯烃类材料制成的，其中主要以聚乙烯类为主，硅烷交联工艺简单易行，可以大幅度提高聚乙烯的性能。但硅烷交联聚乙烯机械强度低，抗冲击性较硅烷交联聚丙烯较差。硅烷交联聚丙烯刚性抗冲击强度等性能均较优良，但是硅烷交联聚丙烯的凝胶率和性能较差，本文主要研究硅烷交联聚乙烯硅烷交联聚丙烯，通过向聚乙烯体系加入聚丙烯，更改生产配方，优化生产工艺，从而达到提高产品性能，降低生产成本等目的。
目录
第一章 绪论 1
1.1交联聚烯烃的概述 1
1.2交联聚烯烃的应用及其发展前景 1
1.3聚烯烃的交联方式 2
1.3.1辐射交联 2
1.3.2硅烷接枝交联 3
1.3.3过氧化物交联 3
1.3.4其他交联方法 4
1.4硅烷交联 4
1.4.1硅烷交联机理 4
1.4.2实验配方 6
1.4.3原料的影响因素 7
1.5挤出设备介绍 7
1.5.1挤出设备的组成 7
1.5.2控制系统 8
1.6挤出造粒工艺介绍 9
1.7本设计的目的与意义 9
1.7.1本设计的目的与意义 9
1.7.2本设计的内容 9
第二章 制备工艺 10
2.1选择工艺及工艺特点 10
2.2原料的选择以及选择因素 11
2.3设备的选择 12
第三章 生产工艺优化 13
3.1 生产工艺示意图及优化介绍 13
3.2生产线主要设备介绍 13
3.2.1双阶挤出机SDJ双阶(双螺杆/单螺杆)机组 13
3.2.2辅机 15
结语 18
参考文献 19
致谢 21
第一章 绪论
1.1交联聚烯烃的概述
塑料是目前日常生活中最主要的材料，聚烯烃类型的塑料占塑料的比重很大，当之无愧是是塑料产品的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
最重要的部分。聚烯烃的种类不仅包括聚丙烯（PP）聚乙烯（PE)类似普通聚烯烃，也包括像聚烯烃弹性体这样具有高附加值的高分子材料。原料便宜，加工生产简单易行，性能优良以及易改性等优良特点，聚烯烃材料才可以成为市场上产量最多、应用最为广的一类塑料材料，聚烯烃类塑料发展也极其快速。但是，聚烯烃塑料性能方面也有许多不良性能与缺点，例如耐摩擦、耐热、耐燃性能差；与工程塑料相比抗撕裂强度小、硬度小；抗化学、抗环境药品性能差；加工尺寸精度差、易老化等，这些缺陷都大大的缩小了聚烯烃材料的应用范围。
交联是改性聚烯烃的一种重要的方法。利用交联，可以使聚烯烃原有大分子进行交联，从而可以优化其性能，从之前的聚合物大分子结构从线性结构变为网状结构，其拉伸性能、冲击强度、硬度、耐热性能、电学性能、耐蠕变性能都会有所提高。总而言之，交联是一种几乎可以使聚烯烃所有的性能都有不同程度的提高，而基本不破坏原本优异性能的一种近似于“完美”的改性方式，且这种改性操作简单，生产工艺成熟便利，是目前市面上较为普遍的改性方法。
1.2交联聚烯烃的应用及其发展前景
如今，交联接枝技术越来越成熟，其推广也越来越广泛。在交联的体系中，交联PE的使用是最为普遍的。在上世纪五十年代，美国化学家Charlesby在实验中发现了这种改性方法, 从交联技术的出现到如今已经有大约七十年的历史了。硅烷接枝交联的PE的综合性能都在不同程度上得到改善，硅烷交联是一种可以全面提高性能的优良改性方法，经过硅烷接枝交联的PE，其机械性能、力学性能、电化学性能及其他性能都得到了很好的改善，尤其是耐使用温度这一方面，得到了较为明显的改善，其耐使用温度从80℃到110℃，甚至更高，使PP的使用途径和使用温度都得到了提升。上世纪八十年代，汽车制造业的快速发展，对材料的要求提出了更高的期望，尤其是在耐高温这一部分，只依靠常规的改性技术很难达到预期的要求，改性技术已经发展进入了一个瓶颈期。而交联方法的出现，大大缓解了技术的尴尬。经过交联后的PP，其形态稳定性大大提高, 强度、耐热性和熔体强度也得到了改善,其温度适用范围也大大的增加。今天,越来越多的研究学者参与到对交联方法的研究上去, 在交联技术快速发展的今天，开发新技术、改进实验方法都取得了重大的突破。交联改性能够让聚烯烃材料获得各种优异的性能，并且因为交联技术相对简单易行，在简单易行的基础上还能够带来巨大的经济效益，所以越来越多的人开始对交联技术进行实验和拓展。今天，因为交联技术的各种优点以及它的市场发展前景，加上快速发展的时代，种种因素推动着交联技术的快速发展。
1.3聚烯烃的交联方式
工艺生产中，交联聚烯烃有许多交联方法，其中主要的三种分别是硅烷交联，辐射交联，过氧化物交联，三种方法中只有辐射交联属于物理方法，其他两种都是化学方法。虽然两者引起交联反应的初级自由基不同，其交联得机理是类似的。而且，聚烯烃还可通过其他交联方法进行交联，例如紫外光交联、叠氮化物交联、离子交联（又称盐交联） 等。
1.3.1辐射交联
辐射交联是一种物理交联方法，目前使用的较少，主要是因为辐射交联成本较高，方法较难，实验条件较高，一直较为难推广应用。上世纪五十年代，科学家Dole 在重水反应堆实验中首次发现辐射可以使聚烯烃进行交联。不久后，Lawton 等人在此基础上进一步进行研究，成功利用电子加速器交联了PE，这也是交联方法的一次重大发现。辐射交联是指在常温常压下，利用高能射线对聚烯烃进行照射，使其产生自由基，进而使大分子链之间形成化学键使其交联。辐射交联属于物理方法，一般采用高能辐射源如γ射线、中字束、电子束等。这些能源既可以从原子反应堆中获取，也可以从加速器及反射性同位素中获得。辐射交联有许多优点，首先相对于化学交联方法，辐射交联不需要加入交联剂，而且对温度没有严格的限制，一般为室温，因而制品在成型后进行辐射交联是不会发生变形的； 而硅烷接枝交联虽然也是在制品成型后进行，但交联时温度需要升高，这种容易导致制品变形。但辐射交联也存在着一些缺陷，例如一次性投资费用大、技术操作和维护比较复杂、对于安全防护很严格等。随着聚烯烃辐射交联技术的不断发展，辐射交联已经成功应用于工业化生产，例如 XLPE 电线电缆、热收缩管等.
目录
第一章 绪论 1
1.1交联聚烯烃的概述 1
1.2交联聚烯烃的应用及其发展前景 1
1.3聚烯烃的交联方式 2
1.3.1辐射交联 2
1.3.2硅烷接枝交联 3
1.3.3过氧化物交联 3
1.3.4其他交联方法 4
1.4硅烷交联 4
1.4.1硅烷交联机理 4
1.4.2实验配方 6
1.4.3原料的影响因素 7
1.5挤出设备介绍 7
1.5.1挤出设备的组成 7
1.5.2控制系统 8
1.6挤出造粒工艺介绍 9
1.7本设计的目的与意义 9
1.7.1本设计的目的与意义 9
1.7.2本设计的内容 9
第二章 制备工艺 10
2.1选择工艺及工艺特点 10
2.2原料的选择以及选择因素 11
2.3设备的选择 12
第三章 生产工艺优化 13
3.1 生产工艺示意图及优化介绍 13
3.2生产线主要设备介绍 13
3.2.1双阶挤出机SDJ双阶(双螺杆/单螺杆)机组 13
3.2.2辅机 15
结语 18
参考文献 19
致谢 21
第一章 绪论
1.1交联聚烯烃的概述
塑料是目前日常生活中最主要的材料，聚烯烃类型的塑料占塑料的比重很大，当之无愧是是塑料产品的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
最重要的部分。聚烯烃的种类不仅包括聚丙烯（PP）聚乙烯（PE)类似普通聚烯烃，也包括像聚烯烃弹性体这样具有高附加值的高分子材料。原料便宜，加工生产简单易行，性能优良以及易改性等优良特点，聚烯烃材料才可以成为市场上产量最多、应用最为广的一类塑料材料，聚烯烃类塑料发展也极其快速。但是，聚烯烃塑料性能方面也有许多不良性能与缺点，例如耐摩擦、耐热、耐燃性能差；与工程塑料相比抗撕裂强度小、硬度小；抗化学、抗环境药品性能差；加工尺寸精度差、易老化等，这些缺陷都大大的缩小了聚烯烃材料的应用范围。
交联是改性聚烯烃的一种重要的方法。利用交联，可以使聚烯烃原有大分子进行交联，从而可以优化其性能，从之前的聚合物大分子结构从线性结构变为网状结构，其拉伸性能、冲击强度、硬度、耐热性能、电学性能、耐蠕变性能都会有所提高。总而言之，交联是一种几乎可以使聚烯烃所有的性能都有不同程度的提高，而基本不破坏原本优异性能的一种近似于“完美”的改性方式，且这种改性操作简单，生产工艺成熟便利，是目前市面上较为普遍的改性方法。
1.2交联聚烯烃的应用及其发展前景
如今，交联接枝技术越来越成熟，其推广也越来越广泛。在交联的体系中，交联PE的使用是最为普遍的。在上世纪五十年代，美国化学家Charlesby在实验中发现了这种改性方法, 从交联技术的出现到如今已经有大约七十年的历史了。硅烷接枝交联的PE的综合性能都在不同程度上得到改善，硅烷交联是一种可以全面提高性能的优良改性方法，经过硅烷接枝交联的PE，其机械性能、力学性能、电化学性能及其他性能都得到了很好的改善，尤其是耐使用温度这一方面，得到了较为明显的改善，其耐使用温度从80℃到110℃，甚至更高，使PP的使用途径和使用温度都得到了提升。上世纪八十年代，汽车制造业的快速发展，对材料的要求提出了更高的期望，尤其是在耐高温这一部分，只依靠常规的改性技术很难达到预期的要求，改性技术已经发展进入了一个瓶颈期。而交联方法的出现，大大缓解了技术的尴尬。经过交联后的PP，其形态稳定性大大提高, 强度、耐热性和熔体强度也得到了改善,其温度适用范围也大大的增加。今天,越来越多的研究学者参与到对交联方法的研究上去, 在交联技术快速发展的今天，开发新技术、改进实验方法都取得了重大的突破。交联改性能够让聚烯烃材料获得各种优异的性能，并且因为交联技术相对简单易行，在简单易行的基础上还能够带来巨大的经济效益，所以越来越多的人开始对交联技术进行实验和拓展。今天，因为交联技术的各种优点以及它的市场发展前景，加上快速发展的时代，种种因素推动着交联技术的快速发展。
1.3聚烯烃的交联方式
工艺生产中，交联聚烯烃有许多交联方法，其中主要的三种分别是硅烷交联，辐射交联，过氧化物交联，三种方法中只有辐射交联属于物理方法，其他两种都是化学方法。虽然两者引起交联反应的初级自由基不同，其交联得机理是类似的。而且，聚烯烃还可通过其他交联方法进行交联，例如紫外光交联、叠氮化物交联、离子交联（又称盐交联） 等。
1.3.1辐射交联
辐射交联是一种物理交联方法，目前使用的较少，主要是因为辐射交联成本较高，方法较难，实验条件较高，一直较为难推广应用。上世纪五十年代，科学家Dole 在重水反应堆实验中首次发现辐射可以使聚烯烃进行交联。不久后，Lawton 等人在此基础上进一步进行研究，成功利用电子加速器交联了PE，这也是交联方法的一次重大发现。辐射交联是指在常温常压下，利用高能射线对聚烯烃进行照射，使其产生自由基，进而使大分子链之间形成化学键使其交联。辐射交联属于物理方法，一般采用高能辐射源如γ射线、中字束、电子束等。这些能源既可以从原子反应堆中获取，也可以从加速器及反射性同位素中获得。辐射交联有许多优点，首先相对于化学交联方法，辐射交联不需要加入交联剂，而且对温度没有严格的限制，一般为室温，因而制品在成型后进行辐射交联是不会发生变形的； 而硅烷接枝交联虽然也是在制品成型后进行，但交联时温度需要升高，这种容易导致制品变形。但辐射交联也存在着一些缺陷，例如一次性投资费用大、技术操作和维护比较复杂、对于安全防护很严格等。随着聚烯烃辐射交联技术的不断发展，辐射交联已经成功应用于工业化生产，例如 XLPE 电线电缆、热收缩管等.
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