輻照交聯(lián)聚乙烯熱縮管連續(xù)擴(kuò)張制造工藝

1 ．前言

近年來在眾多的塑料管材家族中又增添了一種新的高新技術(shù)產(chǎn)品一一輻射交聯(lián)熱收縮管。這種由低密度聚乙烯經(jīng)輻照（電子束或γ射線）交聯(lián)、擴(kuò)張成型制成的管子，因其機(jī)械、耐熱、抗腐蝕等性能優(yōu)于普通聚乙烯材料，又有加熱收縮、緊密包覆的特點(diǎn)．它的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。目前主要用于電線電纜的接續(xù)；電器線路接頭、接插件的保護(hù)；各種管子接頭的外護(hù)腐等。本文介紹一種小管徑熱縮管的連續(xù)擴(kuò)張制造工藝，希望有更多的人們了解它，應(yīng)用它。
 

 2 ．基本原理

線型結(jié)構(gòu)聚乙烯大分子鏈，在射線（γ射線或電子束）作用下獲得能量被激化，激化分子在脫氫、鏈斷裂等過程中形成自由基，通過自由基、或自由基和雙鍵的結(jié)合．使聚乙烯大分子鏈形成交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生在非結(jié)晶區(qū)，支鏈和雙鍵的存在有利于交聯(lián)，因而結(jié)晶度較低、支鏈和雙鍵數(shù)較多、分子量大的低密度聚乙烯通常被用于環(huán)境制作熱縮管的基材。
交聯(lián)聚乙烯被加熱到熔點(diǎn)溫度時(shí)不會(huì)熔融而呈彈性體、這時(shí)可通過拉伸、吹脹等方法使其在外力作用下產(chǎn)生形變，并冷卻固定形變。當(dāng)再次加熱到熔點(diǎn)溫度時(shí)，形變會(huì)消失恢復(fù)到原來的形狀．這就是交聯(lián)聚乙烯的“記憶效應(yīng)”。交聯(lián)聚乙烯熱縮管的制作就是基于它的這一特性。
 

3 . 工藝過程

輻射交聯(lián)熱收縮管的制作過程通常有以下幾部分組成：配方混料～擠出成型～射線照射～擴(kuò)張定型

根據(jù)用途不同，在 PE 基料中加入抗氧劑、色母料、阻燃劑等添加劑混合均勻，在塑料擠出機(jī)中擠出成所需直徑、壁厚的管子，經(jīng)射線均勻照射到一定的吸收劑量后，橫向擴(kuò)張、冷卻定型就可以得到徑向收縮的熱縮管。熱縮管的擴(kuò)張方法有多種，下面介紹一種用于擴(kuò)張內(nèi)徑小于 20mm管子的連續(xù)擴(kuò)張工藝，工藝過程如圖 1所示：
 

輻照好的管子 2 繞在送管盤 1 上，一端和壓縮空氣管 5 相連接，一端經(jīng)送管牽引夾棍 3 送入加熱爐 6 , 管子在爐中被加熱到熔點(diǎn)溫度后，從爐子下口出來經(jīng)定徑套 7 被擴(kuò)張、冷卻，擴(kuò)張后的管子經(jīng)由收管牽引 8 拉出繞在收管繞盤 9 上。以上過程中關(guān)鍵設(shè)備是加熱爐和定徑套。立式加熱爐要其有一定的密封保氣性，操作過程爐內(nèi)要通入壓空保持一定的壓力、使得通入壓空的管子在爐內(nèi)被加熱變軟時(shí)不會(huì)吹脹鼓泡；加熱溫度能在一定范圍調(diào)節(jié)并保持恒溫。
定徑套用一定內(nèi)徑的銅管（通常內(nèi)徑為被擴(kuò)管內(nèi)徑的 3 倍左右）制作，內(nèi)壁要求光滑．外有冷卻水套，一頭加了成錐形，錐體和冷卻套之間均布有小的泄壓孔。管子在這里因外部壓空泄出，內(nèi)外形成壓差使其擴(kuò)張并被冷卻水冷卻。 
 

4 ．工藝參數(shù)

工藝過程中需要控制的工藝參數(shù)主要是加熱爐溫度、管子內(nèi)、外壓力和兩個(gè)牽引速度：加熱爐的溫度根據(jù)被擴(kuò)管子的材質(zhì)、大小和牽引速度調(diào)節(jié)。管子大、速度快，相應(yīng)溫度就要高。原則是單位長度管子從爐頂進(jìn)入爐子到達(dá)下口時(shí)剛好被完全加熱軟化。
溫度太高管子外壁發(fā)粘，太低則擴(kuò)不起來。對于聚乙烯管，一般爐溫控制在140~200℃ 。管內(nèi)壓空壓力根據(jù)管徑和交聯(lián)度大小調(diào)節(jié)，管徑越小，交聯(lián)度越大，所需壓力越大，一般在0.1~0.9(kg/cm2)范圍之內(nèi)。爐內(nèi)壓力起平衡作用，一般略小于管內(nèi)壓力，保證管子在爐內(nèi)既不會(huì)被壓偏又不會(huì)鼓泡。收管牽引速度要稍大于送管速度，以保證管子在爐內(nèi)因加熱伸長時(shí)不會(huì)彎曲，
 

前面已經(jīng)提到輻照交聯(lián)熱收縮管的擴(kuò)張方法有多種，本文介紹的只是其中的一忡，對管徑偏小的軟管來說，是比較簡單實(shí)用的。對管徑，壁厚大的硬管一般采用單很（長度 1 米左右）加熱、擴(kuò)張的不連續(xù)操作工藝。對管壁較薄的大管也可采用甘油加熱連續(xù)擴(kuò)張工藝。

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