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电线电缆具有传输能量、信号传递的重大作用,其应用范围越来越广,需求量日益增加。本文首先通过聚合物熔融共混的加工方法将树脂相低密度聚乙烯(LDPE)和橡胶相热塑性弹性体(TPE)两种类别的高分子材料加工为两相聚合物作为电缆料的基体材料,利用协同阻燃效应和电子束辐射交联技术开发出一种无卤、阻燃、耐老化、延展性好的电缆料。低密度聚乙烯具有优良的耐低温性能、绝缘性、稳定性等;热塑性弹性体具有较好的延展性、耐弯折性、抗热氧老化性等。根据两种材料的特点,本文通过聚合物熔融共混法,将二者优异的性能结合起来,生产出一种抗老化性能优异、耐候性较强的新型无卤阻燃电缆料,符合电线电缆行业绿色环保的要求。综上所述,本文围绕以下三个方面展开工作:(1)LDPE/TPE二元共混加工及性能研究充分利用LDPE/TPE作为基础材料,针对LDPE/TPE在混合比例不同的情况下所体现出的力学、加工、微观形貌等状况进行直观反映,同时也针对共混物在不同加工条件下力学性能产生的变化进行了探讨。通过实验研究后发现:在按照70/30的比例来配比LDPE/TPE二元共混物的情况下,材料实际的拉伸强度以及断裂伸长率分别达到11.40 MPa和644.25%,并且经热氧老化后两个参数的保持率分别提升至69.32%和68.21%;而且加工温度以及时间条件分别达到140℃和10 min的情况下,材料表现出较好的拉伸强度,为11.4 MPa;LDPE/TPE(70/30)共混物的熔融指数为 5.83 g/10min,优于单一的 LDPE(1.90g/10min)与单一的TPE(0.50g/10min)。共混使得材料通过挤出成型加工所得到产品的连续性增强;LDPE/TPE二元共混物的结晶度和热稳定性都随着LDPE的增加而提高;通过DMA分析和SEM对LDPE/TPE二元共混物断裂面观察,共混后的LDPE和TPE相容性表现较好,裂纹、空洞较少,并且TPE在体系中形成一种三维网状结构,有利于分散外界拉伸应力的作用从而提高断裂伸长率。(2)ATH复配无卤阻燃LDPE/TPE复合材料的研究首先通过氢氧化铝(ATH)与三种协效阻燃剂(MRP、IFR、OMMT)的协效阻燃作用,探究了不同阻燃剂配方对LDPE/TPE二元共混物力学性能、阻燃性能、流变性能、热性能以及介电性能的影响。并且通过正交优化试验得到复配阻燃剂的最优配方。实验表明:复合材料的最佳力学及阻燃性能为阻燃剂添加量(phr)为ATH=60,MRP=4,IFR=10,OMMT=10;并充分利用PE-g-MAH来作为相容剂后,整个混合物体系的力学性能得以进一步改善,LDPE/TPE复合材料中添加一定量的PE-g-MAH时,其可以与基体中ATH形成强有力的化学键合,增加ATH与聚合物的相容性,使ATH无机粒子与基体材料紧密结合,对复合材料起到增强的作用。另外,PE-g-MAH在添加之后体系的粒子团聚现象得到极大缓解,基体分散性也得到得明显改善,使得复合材料在实际应用过程中受到外力的情况下应力集中点明显减少,材料的强度以及韧性得到进一步提升。但如果添加过量的PE-g-MAH之后,体系中PE组分的含量会显著的增多,因此导致材料的延展性下降明显。当体系中添加9phrPE-g-MAH后,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别达到10.37MPa和185.39%;通过热重曲线分析,ATH与MRP、IFR、OMMT复配后材料的初始分解温度明显提高,达到249.23℃,热稳定性显著提升;通过观察材料燃烧后炭层的形貌图,我们发现当ATH与MRP、IFR、OMMT复配阻燃时,材料燃烧后形成更连续致密的炭层结构,隔离效果显著提升。(3)无卤阻燃LDPE/TPE复合材料敏化辐射交联的研究分别采用辐射和化学的交联方式,分别在不同辐射剂量(0-150kGy)和不同过氧化物(BPO)添加量下对LDPE/TPE复合材料进行交联加工改性,并通过凝胶含量的测试对比了辐射交联和化学交联的差异,探究了不同辐射剂量对电缆料力学、热学、流变学、电学、结晶度以及阻燃性能的影响。结果表明:过氧化物(BPO)和电子束辐射均能使得材料发生交联,复合材料的凝胶含量分别能达到58.90%和69.10%,说明了辐射交联相比化学交联具有高效率、无污染的优势;较低的辐射剂量(60-90kGy)能够使复合材料达到较高的交联密度。通过研究后发现,通过辐射交联的方式进行加工之后,复合材料的拉伸强度从原来的10.37 MPa提高到12.26 MPa,整体的提升幅度达到了 18.23%,但是材料本身的断裂伸长率出现了一定的下降;材料的热稳定性和阻燃性能经过较低辐射剂量(60-90 kGy)交联加工后明显改善,当辐射剂量为90 kGy时,材料的氧指数达到30.10%,初始分解温度达到263.60℃;通过动态热力学分析(DMA)和场发射扫描电镜(SEM)的形貌分析,结果表明电子束辐射对LDPE和TPE的相容性没有负面影响;在研究过程中通过X射线多晶衍射仪(XRD)研究了辐射对材料结晶度的影响,并且通过差示扫描量热仪(DSC)对材料实际体现出的热性能等进行了深入分析,结果表明材料经过电子束辐射之后,结晶度有所降低。