8-45 POE热塑弹性体对LDPE改性

刘光耀 薛小明 程茂忠 徐嘉靖

　　低密度聚乙烯(LDPE)在结构上属于交联型聚合物，通过电子束加速器或钴源辐照，在高能射线作用下，大分子链上产生自由基，分子间发生交联反应，产生化学键。这种交联反应使低密度聚乙烯由线性结构转变为三维网状结构。三维网状结构的低密度聚乙烯分子运动主要是链段运动, 链段运动是一种弹性运动，具有良好的回复性和弹性记忆效应，交联聚乙烯的这种记忆效应使其可作为热收缩产品生产的主要材料。用作热收缩产品生产使用的低密度聚乙烯一般都要与改性剂经高分子共混改性，以提高其耐环境应力开裂能力和柔韧性，这些改性剂一般是EVA共聚物（乙烯- 醋酸乙烯共聚物）。POE热塑弹性体（乙烯 －辛烯共聚物）是一种新型的弹性体，具有良好的柔韧性、耐老化性和一定的加工流动性，同时，在分子结构上与低密度聚乙烯具有较好的相溶性，因此，可作为低密度聚乙烯的改性剂以提高其相关性能。

　　研究中发现，单一的低密度聚乙烯耐环境应力开裂能力较低，在有应力和极性溶剂存在条件下，使用过程中易发生开裂现象，从而影响材料的使用寿命。当POE热塑弹性体加入量达到5%以上时，LDPE/POE共混材料耐环境应力开裂(F50)即可达到1000p以上。EVA共聚物的加入也可改善低密度聚乙烯的耐环境应力开裂能力，但加入量一般需在10%以上时材料耐环境应力开裂(F50)才能达到1000p以上。实验结果表明，POE热塑弹性体对低密度聚乙烯耐环境应力开裂的改善优于EVA共聚物。

　　低密度聚乙烯是结晶型聚合物，结晶度约65%，在辐照时，由于晶区结构紧密，分子链活动性差，分子间交联难以发生，而非晶区处于高弹态，分子链活动性好，易发生分子间交联，故低密度聚乙烯的交联主要发生在非晶区。由表1可看出，POE热塑弹性体的加入增加了低密度聚乙烯的辐照交联敏化性。POE热塑弹性体是无定型结构，分子链活动性好，低密度聚乙烯与POE热塑弹性体共混所得材料结晶度降低，非晶区比例增大，辐照时更易发生交联，在同样辐照剂量下有更高的凝胶含量。

表 1 POE热塑弹性体加入对辐照交联的影响

　　DSC热分析结果表明，POE共混改性的低密度聚乙烯材料热分解温度在300℃以上，而EVA共聚物共混改性的低密度聚乙烯材料受热分解时，首先是EVA共聚物在约230℃发生分解反应，然后才是低密度聚乙烯300℃以上的分解反应。与EVA共聚物相比，POE热塑弹性体有较高的化学键能，故热分解温度较高。POE改性的低密度聚乙烯材料的热稳定性优于EVA共聚物改性的低密度聚乙烯材料。实验结果表明，低密度聚乙烯经POE热塑弹性体共混改性后，具有良好的耐环境应力开裂能力、辐照交联敏化性和热稳定性，可以作为辐射交联热缩制品生产的原材料。