聚合物材料经辐射交联后,聚合物大分子之间形成一定的交联点, 使聚合物的分子量提高,并形成一种三维网状结构的分子,对聚合物的各项物理性能产生影响: (1)提高热稳定性(包括高温特性及热氧老化性);
(2)提高抗张强度和减少弹性;尤其是提高在高温下的抗张强度。
辐射交联后可提高材料的抗张强度、耐磨性等机械性能。但值得注意的是这并不是绝对的, 尤其是对半结晶高聚物, 到一定交联程度后, 交联聚合物的抗张强度会下降。
除此之外,辐射还可改善聚烯烃耐环境应力撕裂性、低温脆性等,但最主要的是改善在高温下的力学性能。
(3)交联聚合物不能为溶剂所溶解,只能为溶剂所溶胀。
辐射交联与化学交联相比,主要有以下优点:
(1)无须添加热引发剂,可避免混料过程中的预交联。
(2)交联在常温下进行,可节约能源和避免环境污染。
(3)交联工艺简单,交联过程容易控制,交联度可通过调节辐射剂量来控制。
(4)应用范围大,如PP,氯化聚乙烯(CPE),氟材料等。
(5)效率高,成本低。
(6)改善电性能: 蒸汽交联的PE电缆在高压蒸汽下不可避免会将蒸汽渗入PE层,造成许多微孔,若沾污物浓度高,电缆在使用中易发生“电树现象”,而交联剂的引入使材料的高频特性受到损失。采用辐射交联可避免或消除这些微孔、污秽或鼓突,并消除“水树”及“电树”现象,保证绝缘层的均匀性和高纯度,从而使其具有更好的高频特性及长期性能。所以,人们又把辐射加工誉为继机加工、热加工、电加工后的又一次工业革命。
(7)辐射交联特别适用于生产小线,可以高速挤出后交联,比化学交联小线的生产速度要高。
辐射交联加工中最广泛的产品是交联聚乙烯(XPE)。 PE辐射交联后,在电线电缆材料中,它的最大工作温度可从140℃提高到250℃ 。另一个特点就是“记忆效应” ,利用这个特点已制成热收缩材料而大规模使用。在有机PTC(正温度系数(Positive temperature coefficient of electricity))材料中,当温度超过高分子材料熔点时,会出现NTC(负温度系数)效应,而辐射交联PE/CB材料不仅可以减少乃至消除NTC效应,而且可以保持有机PTC材料在多次电热循环后的稳定性。