【摘 要】
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乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)绝缘电线电缆具有耐高温、耐辐射、质量轻等优点,从而成为航空航天线缆的主要品种之一。但和聚四氟乙烯(PTFE)相比,ETFE存在耐温性能较低,机械性能差等缺点,将ETFE进行电子束辐照交联是一个有效地改性方法,但现有的辐照交联乙烯-四氟乙烯共聚物(XETFE)却因为其交联度不够,无法满足在极端条件下的使用要求。本文通过自主合成新型交联敏化剂(HLC),并探究其敏化效果
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乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)绝缘电线电缆具有耐高温、耐辐射、质量轻等优点,从而成为航空航天线缆的主要品种之一。但和聚四氟乙烯(PTFE)相比,ETFE存在耐温性能较低,机械性能差等缺点,将ETFE进行电子束辐照交联是一个有效地改性方法,但现有的辐照交联乙烯-四氟乙烯共聚物(XETFE)却因为其交联度不够,无法满足在极端条件下的使用要求。本文通过自主合成新型交联敏化剂(HLC),并探究其敏化效果。1.以三聚氰酸三烯丙酯(TAC)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)的结构为基础设计并合成了新型敏化剂(HLC)。通过对FT-IR和~1H-NMR的分析,证明了HLC的成功制备,差示扫描量热分析(DSC)结果显示,相比于市场的敏化剂TAC和TAIC,HLC的熔点和自聚温度分别明显上升至150°C和350°C,能满足ETFE的加工要求。热失重分析(TG)结果显示,HLC的结构稳定,挥发度大大降低,分解温度为400°C。HLC能有效解决现有敏化剂在自聚、热稳定、高温挥发等方面的问题,为ETFE的电子束辐照交联提供了可行性。2.对比探究了市场上现有的敏化剂(TAC、TAIC和TMAIC)与新型敏化剂HLC。力学性能、热稳定性能、熔融结晶行为和热负重等测试结果显示新型敏化剂HLC对ETFE的辐照交联具有更优秀的促进作用。虽然现有的敏化剂TAC、TAIC和TMAIC对ETFE辐照交联均有不同程度的促进作用,但由于其自聚和热稳定性不足,而导致其敏化效果一般,无法满足ETFE的加工要求。3.探究了新型敏化剂HLC的浓度和辐照剂量对ETFE辐照交联的影响。通过对材料的力学性能、热稳定性能、熔融结晶行为和热负重等分析发现,在HLC的用量为2wt%,辐照剂量为10Mrad的条件下获得的XETFE(ETFE-2%HLC-10)的性能达到最好。力学性能分析结果显示,ETFE-2%HLC-10的拉伸强度上升至44Mpa,断裂伸长率保持225%;热重分析结果显示,其初始分解温度提升至461.25°C,相比ETFE-10提高了23°C;熔融结晶行为结果显示,ETFE-2%HLC-10的熔点、熔融热焓值?H_f和结晶度均明显降低,证明其交联度得到了大幅度的提高。热负重测试结果显示,即使在高负载重量(40倍)时,样品ETFE-2%HLC-10在被拉伸延长到10cm也不会断裂,并且将负重测试后的样品在300°C下放置5分钟,样品会迅速回弹到原先的5cm的长度。而其他条件下获得的XETFE均会发生断裂。
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