輻照交聯聚乙烯熱縮管連續擴張制造工藝

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產品一一輻射交聯熱收縮管。這種由低密度聚乙烯經輻照（電子束或γ射線）交聯、擴張成型制成的管子，因其機械、耐熱、抗腐蝕等性能優于普通聚乙烯材料，又有加熱收縮、緊密包覆的特點．它的應用范圍正在不斷擴大。目前主要用于電線電纜的接續；電器線路接頭、接插件的保護；各種管子接頭的外護腐等。本文介紹一種小管徑熱縮管的連續擴張制造工藝，希望有更多的人們了解它，應用它。
 

 2 ．基本原理

線型結構聚乙烯大分子鏈，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合．使聚乙烯大分子鏈形成交聯的網狀結構。

交聯反應發生在非結晶區，支鏈和雙鍵的存在有利于交聯，因而結晶度較低、支鏈和雙鍵數較多、分子量大的低密度聚乙烯通常被用于環境制作熱縮管的基材。
交聯聚乙烯被加熱到熔點溫度時不會熔融而呈彈性體、這時可通過拉伸、吹脹等方法使其在外力作用下產生形變，并冷卻固定形變。當再次加熱到熔點溫度時，形變會消失恢復到原來的形狀．這就是交聯聚乙烯的“記憶效應”。交聯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～擴張定型

根據用途不同，在 PE 基料中加入抗氧劑、色母料、阻燃劑等添加劑混合均勻，在塑料擠出機中擠出成所需直徑、壁厚的管子，經射線均勻照射到一定的吸收劑量后，橫向擴張、冷卻定型就可以得到徑向收縮的熱縮管。熱縮管的擴張方法有多種，下面介紹一種用于擴張內徑小于 20mm管子的連續擴張工藝，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，一端經送管牽引夾棍 3 送入加熱爐 6 , 管子在爐中被加熱到熔點溫度后，從爐子下口出來經定徑套 7 被擴張、冷卻，擴張后的管子經由收管牽引 8 拉出繞在收管繞盤 9 上。以上過程中關鍵設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，操作過程爐內要通入壓空保持一定的壓力、使得通入壓空的管子在爐內被加熱變軟時不會吹脹鼓泡；加熱溫度能在一定范圍調節并保持恒溫。
定徑套用一定內徑的銅管（通常內徑為被擴管內徑的 3 倍左右）制作，內壁要求光滑．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，內外形成壓差使其擴張并被冷卻水冷卻。 
 

4 ．工藝參數

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

前面已經提到輻照交聯熱收縮管的擴張方法有多種，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、擴張的不連續操作工藝。對管壁較薄的大管也可采用甘油加熱連續擴張工藝。

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