Фотохимическое сшивание полимеров

Фотохимическое сшивание полимеров под воздействием УФ-света производится в присутствии фотосенсибилизаторов. Под влиянием активированных УФ-светом молекул фотосенсибилизатора образуются макрорадикалы, их рекомбинация приводит к образованию поперечных связей. Скорость сшивания весьма велика. Для достижения значительной степени фотохимического сшивания сенсибилизированного полиэтилена требуется несколько минут УФ-облучения, между тем такая же степень сшивания полиэтилена без сенсибилизатора может быть получена лишь через сотни часов в тех же условиях.

К фотосенсибилизаторам относится ряд кетонов и альдегидов, ароматических соединений и др.

Фотосенсибилизатор, находящийся в виде добавки к полиэтилену, под действием квантов УФ-света переходит в возбужденное состояние.

При взаимодействии возбужденных молекул фотосенсибилизатора ФС* с макромолекулами RH происходит образование свободных радикалов, их рекомбинация ведет к сшиванию полимера:

Для рекомбинации свободных макрорадикалов необходима их достаточная подвижность. Поэтому образование поперечных связей при фотохимическом сшивании полиэтилена, как и в радиационно-химическом процессе, протекает преимущественно в аморфных областях. Соотношение скоростей деструкции и сшивания полиэтилена различается при использовании разных сенсибилизаторов. Например, в случаях применения бензофенона и четыреххлористого углерода это соотношение составляет 0,40 и 0,71 соответственно (А. А. Качан).

Важнейший результат фотохимического сшивания полиэтилена заключается в увеличении теплостойкости. Пленка из полиэтилена низкой плотности, теряющая сопротивление разрыву уже при 110 °C, после облучения УФ-светом в присутствии сенсибилизатора треххлористого фосфора при 200 °C сохраняет сопротивление растяжению до 1,0 МПа.

Сшитые фотохимическим способом пленки обладают пониженной газопроницаемостью. Сшивание пленки из полиэтилена низкой плотности толщиной 0,1 мм приводит к уменьшению коэффициента диффузии в 20 раз.

Повышенная теплостойкость и малая растворимость сшитой фотохимическим методом полиэтиленовой пленки позволяет эксплуатировать ее в контакте с органическими растворителями.

Сравнение фотохимического и радиационно-химического методов сшивания полиолефинов приведено ниже.

Таблица 3.22. Сравнительная характеристика фотохимического и радиационно-химического методов сшивания полиолефинов.