辐照吸收剂量对交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘材料性能的影响

本工作研究了辐照吸收剂量对交联乙烯-四氟乙烯共聚物(XETFE)绝缘材料和XETFE电线性能的影响。辐照交联后,XETFE绝缘材料的断裂伸长率和结晶度显著降低,热稳定性显著提高;测量了不同辐照吸收剂量对XETFE电线交联度的影响,当辐照吸收剂量小于120 kGy时,XETFE电线交联程度不够,交联度测试不通过。研究发现,可以通过热失重方法测试XETFE绝缘材料的热稳定性能辅助推测其交联程度。

乙烯-四氟乙烯共聚物的辐照交联及辐照敏化剂研究

简述了高分子辐照加工及其影响因素,详细综述了乙烯-四氟乙烯共聚物(F40)辐照交联研究,同时归类分析了F40辐照交联的辐照敏化剂合成及开发研究,并对F40的辐照交联开发做了相应的展望。

低氟析出宇航用交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆的研制与应用

普通宇航用交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电线、电缆(C55导线)存在氟析出量高的缺点,严重限制了其在航天器载人或密闭舱室中的应用。为有效降低空间站用导线的氟析出量,研究了低氟材料加工工艺,设计开发了具有低氟析出特点的宇航用交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆,并通过试验对其常规性能、极限性能、氟析出、寿命等性能进行了验证。结果表明,研制的具有低氟析出特点的C55/LF导线的常规性能指标、极限性能与普通C55产品相当。寿命评估试验表明样品有很宽的使用温度范围,能够满足航天器、空间站以及其他宇航设备上对线缆的寿命要求。通过在中国空间站的实际在轨运行验证表明,该导线满足设计目标要求。

真空紫外辐照对交联乙烯-四氟乙烯线缆的影响

以航天器舱外用交联乙烯-四氟乙烯共聚物(X-ETFE)线缆为试验对象,采用5倍加速因子对XETFE线缆累计进行了8000等效太阳小时(ESH)真空紫外(VUV)辐照,并通过极限耐电压、绝缘材料电阻测试分析X-ETFE线缆电性能,采用FTIR和SEM表征X-ETFE材料分子结构和微观形貌,以此研究不同VUV辐照时间对X-ETFE线缆的影响。试验结果表明,随着VUV辐照时间的增加,材料表面累积了碳而发生暗化,线缆外观颜色逐渐变为深棕色;X-ETFE线缆的极限耐压和绝缘电阻呈总体下降趋势,但整体电性能水平未发生本质变化;X-ETFE材料在1628 cm^(−1)处的吸收峰逐步增大,说明X-ETFE材料分子链中的−C=C−自由基团随辐照时间而增多,致使材料表面出现了微裂纹现象。

辐照交联乙烯四氟乙烯绝缘电线后处理工艺条件的选择

对辐照交联乙烯四氟乙烯绝缘电线在不同条件下进行了后处理,并对后处理后的样品进行物理机械性能和热性能的试验,发现在真空环境中与在空气环境中进行后处理对样品主要性能的影响基本相同。在120℃、160℃、200℃下不同时间处理的结果显示,较低温度长时间后处理与较高温度短时间后处理可以认为是等效的。

辐照过程对交联乙烯-四氟乙烯绝缘线缆的影响

交联乙烯-四氟乙烯(X-ETFE)绝缘线缆具有质量轻、耐辐照、机械性能和电气性能俱佳的特点,随着我国航空航天技术的迅速发展,交联乙烯-四氟乙烯绝缘线缆因其优异的性能在航空航天、武器装备等领域也得到广泛应用。为了探究辐照过程与交联乙烯-四氟乙烯绝缘线缆性能之间的关系,将通过对不同的辐照剂量对于交联乙烯-四氟乙烯电缆的影响规律进行研究,分别从宏观力学性能和微观结构变化、熔融与结晶变化等方面进行深入探讨分析,优化电缆的辐照加工工艺,从而提高电缆本身的力学性能和高温性能,更有利于适应航空航天严苛的使用环境。

辐照交联乙烯-四氟乙烯绝缘材料的研究和产业化的进展

简述了乙烯-四氟乙烯共聚物的结构和性能,对其辐射交联研究进展进行了综述。介绍了国内辐照交联乙烯-四氟乙烯绝缘材料产业化现状,并着重对辐照交联乙烯-四氟乙烯绝缘材料在航空导线发展前景进行了展望。

辐照交联乙烯-四氟乙烯绝缘航空线制备与性能表征

利用开发的四种X-ETFE绝缘料进行制备航空线试验,观察绝缘料的可加工性能,对航空线进行一系列剂量的辐照交联加工;对加工制备完成的X-ETFE航空线进行力学性能与交联度验证测试,以满足MIL-W-22759和GJB 773A—2000要求。

辐照交联聚四氟乙烯(XPTFE)在空气气氛下的热稳定性

与未交联聚四氟乙烯相比,交联聚四氟乙烯(XPTFE)具有耐磨性高、透明性好、熔点降低等特点。由于XPTFE在实际应用中可能需要经过高温加工成型或烧结工艺。因此,本工作重点研究了在340℃-400℃温度范围、空气气氛下XPTFE的热稳定性能,并与未交联PTFE在相同条件下的热稳定性进行了对比。研究发现,经过高温热处理后,XPTFE的熔点和结晶温度上升、分子量降低,且片材形变明显,表明XPTFE比常规PTFE的热稳定性低,而且交联度越高,热稳定性越低。综合考虑交联PTFE的耐温特性,认为PTFE的交联剂量控制在100kGy以内较好。

交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘线缆辐照交联的质量问题

交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘线缆辐照加工后,容易出现交联程度不够、绝缘和护套发黄以及线缆卷绕开裂等质量问题,分析其产生的原因,并提出预防解决措施。

电子束辐照乙烯-四氟乙烯共聚物的化学稳定性

采用剂量率为20 k Gy/h的电子束在空气氛围中对乙烯-四氟乙烯共聚物(Ethylene tetra-fluoro-ethylenecopolymer,ETFE)片材进行辐照,剂量范围0–1600 k Gy,研究了ETFE片材在低剂量率电子束辐照下的化学稳定性。通过机械性能、红外光谱、拉曼光谱和扫描量热仪(DSC)等对辐照前后的样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,随着吸收剂量的增加,断裂伸长率和断裂强度在0–200 k Gy内缓慢下降,超过400 k Gy则急剧下降;红外光谱分析表明,随着吸收剂量的增加,羰基指数增加,样品表面氧化程度严重;拉曼光谱分析结果显示低剂量率电子束的辐照破坏了ETFE分子链结构的对称性;DSC测试结果表明,随着吸收剂量的增加,ETFE的结晶度和熔点逐渐下降,结晶度从43.2%下降到12.6%,熔点从261.3℃下降到233.3℃。

交联乙烯-四氟乙烯共聚物氟化物逸出的影响因素研究

从基体材料选择、交联剂种类、辐照剂量、后处理4个方面研究了交联乙烯-四氟乙烯绝缘材料氟化物逸出的影响因素,优化了材料配方和加工工艺。结果表明:采用熔融指数为33.0的乙烯-四氟乙烯三元共聚物作为基体材料,以三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为交联剂,并对交联后的材料进行热处理,绝缘材料氟化物逸出量降低至180×10-6。

预辐射接枝四氟乙烯-乙烯共聚物湿敏膜的制备及特性研究

利用2 MeV电子加速器,在常温下采用预辐照引发接枝的方法,在四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)上接枝丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS),制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的接枝膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果证明了磺酸基团和羧酸基团的成功引入,并对接枝膜的热力学和化学特性进行了研究.结果表明,随着接枝率的增加,接枝膜的结晶度逐渐降低,接触角逐渐减小,接枝膜的亲水性逐渐增强.利用制备的接枝膜构建了电阻型湿度传感器,并测定了传感器的电学特性.在相对湿度(RH)从5%变化到98%时,传感器电阻线性变化范围接近4个数量级,具有响应速度快(吸附<1 min,解吸<2 min),湿滞小(<2%RH)的特点.

后交联法用于聚四氟乙烯平板膜的亲水改性

采用聚丙烯酸(PAA)与三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基吖丙啶基)丙酸酯](Sac-100)的交联反应对聚四氟乙烯(PTFE)平板膜进行亲水改性,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换衰减全反射红外光谱和能量色散X射线光谱仪对平板膜表面进行了表征,并研究了PAA和Sac-100含量、反应体系pH等条件对PTFE平板膜亲水性能的影响。结果表明,PTFE疏水膜经pH=5、质量分数分别为0.4%的Sac-100和2.0%的PAA交联处理后,再经过饱和NaHCO_3浸泡可以使PTFE膜表面水接触角由(135±1)°降低到(22±1)°,膜表面抗污染性增强。改性PTFE亲水平板膜表面含有羰基、羟基以及羧基离子、膜原纤维变粗,膜具有良好的抗蛋白质吸附能力,亲水层稳定性。

辐照乙烯-四氟乙烯共聚物的热老化性能

对吸收剂量为60 kGy、120 kGy和180 kGy的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)样品进行270℃热老化处理,通过残炭率、热延伸、拉伸性能、体积电阻率和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对热老化不同时间的样品进行测试和表征。结果表明:随着吸收剂量的增大,样品残炭率逐渐增大,热延伸逐渐减小,断裂拉伸应变呈现下降趋势,吸收剂量为120 kGy时,材料交联度最高;随着热老化时间延长,样品的拉伸强度和断裂拉伸应变均呈下降趋势,体积电阻率也呈下降趋势,在吸收剂量为120 kGy时ETFE体积电阻率最高,绝缘性能最优;FTIR表明辐射交联ETFE材料的非晶组分随热老化时间延长而先增加后降低。

辐射交联聚四氟乙烯的研究进展

聚四氟乙烯(PTFE)具有突出的化学稳定性、电绝缘性、自润滑性及耐高低温性能,但PTFE的耐磨性、耐辐射性能差等缺点却极大地限制了其在外太空、核反应堆等强射线场中的使用。利用辐照技术制备了交联聚四氟乙烯(XPTFE),综述了XPTFE的性能、结构及其应用研究进展。与PTFE相比,XPTFE的耐磨性提高1 000倍,耐辐射性增加100倍以上。

改性四氟乙烯-丙烯共聚橡胶的合成和性能

采用由过硫酸铵-甲醛次硫酸钠-硫酸亚铁-乙二胺四乙酸二钠组成的氧化-还原引发体系,经乳液聚合制备了少量巴豆酸乙烯酯(VCA)或甲基丙烯酸乙烯酯(VMA)改性的四氟乙烯-丙烯(TFE-P)共聚物生胶,对硫化前后的共聚物结构、硫化胶的拉伸性能和热稳定性等进行研究。发现VCA或VMA可有效共聚进入共聚物分子链,并导致共聚物平均相对分子质量的降低;少量VCA或VMA的引入显著提高了TFE-P共聚物的可交联性,并提高了硫化胶的拉伸强度和热稳定性,未补强TPE-P-VCA共聚物硫化胶的拉伸强度达16 MPa,断裂伸长率可达360%,补强后TPE-P-VCA共聚物硫化胶拉伸强度达19.8 MPa,断裂伸长率可达190%。

乙烯-四氟乙烯共聚物高温老化研究

将乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)进行高温老化处理,并通过红外、流变及力学性能等多种表征手段对高温老化前后的树脂进行性能分析。结果表明,ETFE在高温环境中存在着复杂的化学反应过程,包含分子链断链、重组、交联及氧化过程,从而造成了ETFE高温老化前后的性能差别,高温老化后拉伸强度降低、分子量变大、分子量分布变宽、熔点升高。自制的ETFE高温老化后拉伸强度(38.6 MPa)和断裂伸长率(442%)都明显高于国外某产品的27.3 MPa、355%。

预辐照聚乙烯醇纤维与N,N’-亚甲基双丙烯酸酰胺的接枝、交联

在缓冲溶液和亚铁离子存在下 ,辐照后的聚乙烯醇 ( PVA)纤维和 N ,N -亚甲基双丙烯酸酰胺 ( N ,N -MBAA)发生接枝、交联反应 .研究了单体浓度、单体和聚合物质量比、亚铁离子浓度、p H值、温度、时间对接枝率的影响 .结果表明 ,适合于提高 PVA纤维的耐热软化点的接枝率为 1 5 %～ 2 0 % ,较佳的工艺条件为 :亚铁离子浓度为 0 .0 0 1 mol/L ,单体浓度大于 2 .5 g/d L,单体和聚合物的质量比 ( m ( N ,N -MBAA) /m( PVA) )大于 0 .4 ,p H值 3.4 ,接枝温度 80℃ ,接枝反应时间 1 5～ 30 min.

四氟乙烯-丙烯共聚橡胶组成对其结构和力学性能的影响

研究了四氟乙烯-丙烯(TFE-P)共聚物质均相对分子质量、交联剂用量、助交联剂品种和用量、填料种类和用量对硫化胶的结构和性能的影响。结果表明,生胶平均相对分子质量越高和过氧化二异丙苯交联剂用量越大,硫化胶的凝胶含量、交联密度、拉伸强度和硬度越大;当助交联三烯丙基异氰酸酯用量为生胶质量的4%时,硫化胶的凝胶含量、交联密度和拉伸强度最大;以高乙烯基含量、结构稳定的八乙烯基笼型倍半硅氧烷为助交联剂,能显著提高硫化胶的交联程度,提高其拉伸强度;N550型炭黑在胶料中的分散性好,对橡胶的增强效果良好;白炭黑也可在胶料中均匀分散,硫化胶的交联程度和力学性能与N550型炭黑补强的硫化胶相当。