交聯劑

交聯劑

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中文名；三羥甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯) 外文名；-[(3-aziridin-1-ylpropionyl)methyl]-2-ethylpropane-1,3|}

交聯劑又稱作架橋劑，是聚烴類光致抗蝕劑的重要組成部分，這種光致抗蝕劑的光化學固化作用，依賴於帶有雙感光性官能團的交聯劑參加反應，交聯劑曝光後產生雙自由基，它和聚烴類樹脂相作用，在聚合物分子鏈之間形成橋鍵，變為三維結構的不溶性物質。

目錄

性質

常是分子中含多個官能團的物質，如有機二元酸、多元醇等；或是分子內含有多個不飽和雙鍵的化合物，如二乙烯基苯和二異氰酸酯，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）等。可同單體一起投料，待縮聚（或聚合）到一定程度發生交聯，使產物變為不溶的交聯聚合物；也可在線型分子中保留一定數量的官能團（或雙鍵），再加入特定物質進行交聯,如酚醛樹脂的固化和橡膠的硫化等。

作用

交聯劑主要用在高分子材料（橡膠與熱固性樹脂）中。因為高分子材料的分子結構就像一條條長的線，沒交聯時強度低，易拉斷，且沒有彈性，交聯劑的作用就是在線型的分子之間產生化學鍵，使線型分子相互連在一起，形成網狀結構，這樣提高高分子材料的強度和彈性，橡膠中用的交聯劑主要是硫磺，另外要加促進劑。

1、多種熱塑塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、EVA、聚苯乙烯等）的交聯和改性。熱交聯一般添加量為1-3%，另加過氧化二異丙苯（DCP）為0.2-1%；輻照交聯添加量為0.5-2%，可不再加DCP。交聯後可顯著提高製品的耐熱性、阻燃性、耐溶劑性、機械強度及電性能等。它比單獨採用過氧化物體系交聯要顯著地提高產品質量，且無異味。典型用於聚乙烯、聚乙烯/氯化聚乙烯、聚乙烯/EVA交聯電纜和聚乙烯高、低發泡製品。

2、乙丙橡膠、各種氟橡膠、CPE等特種橡膠的助硫化（與DCP並用，一般用量為0.5-4%），可顯著地縮短硫化時間、提高強度、耐磨性、耐溶劑和耐腐蝕性。

3、丙烯酸、苯乙烯型離子交換樹脂的交聯。它比二乙烯苯交聯劑用量少、質量高、可製備抗污、強度大、大孔徑、耐熱、耐酸鹼、抗氧化等性能極佳的離子交換樹酯。這是國內外新近開發的，前景極好的新型離子交換樹酯。

4、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯等的改性。可顯著地提高耐熱性、光學性能和工藝加工性能等。典型用於普通有機玻璃的耐熱改性。

5、環氧樹酯、DAP（聚苯二甲酸二烯丙酯）樹酯的改性。可提高耐熱性、粘合性、機械強度和尺寸穩定性。典型用於環氧灌封料和包封料的改性。

6、不飽和聚酯和熱塑聚酯的交聯和改性。可顯著提高耐熱性、抗化學腐蝕性、尺寸穩定性、耐候性和機械性能等。典型用於提高熱壓性不飽和聚酯玻璃鋼製品耐熱性，改性後的製品使用溫度可達180℃以上。

7、TAIC本身的均聚物——聚三烯丙基異三聚氰酸酯為一種透明、硬質、耐熱、電絕緣優良的樹脂，亦可用於粘合玻璃及陶瓷等。典型用於製造多層安全玻璃。

8、聚苯乙烯的內增塑、苯乙烯與TAIC等共聚改性，可製得透明的、耐碎的製品。

9、金屬耐熱、抗輻射、耐候性的保護劑，TAIC預聚物在金屬表面進行烤鍍，其烤鍍膜具有十分優良的耐熱、耐輻射、耐候性和電絕緣性。典型用於製造微電子產品的印刷線路板等絕緣材料。

10、用作光固化塗料、光致抗蝕劑、阻燃劑和阻燃交聯劑等的中間體。典型用於合成高效阻燃劑TBC和阻燃交聯劑DABC。

溶解性

溶於芳烴、鹵化烴、環烷烴、丙酮、多種醇等，微溶於烷烴，不溶於水。 化學性質：在常溫下性能十分穩定，可長期在室溫下貯存。TAIC的功能團為三個烯丙基，具有脂肪族烯烴的一般通性，如多種加成反應、均聚和共聚反應、Prins反應等。在過氧化物引發下，TAIC較其他烯丙基更易發生聚合反應，在空氣中加熱到140℃以上即發生自聚反應，成為透明、質硬的均聚物。

常見分類

交聯劑也叫固化劑、硬化劑、熟化劑，它能使線型或輕度支鏈型的大分子轉變成三維網狀結構，以此提高強度、耐熱性、耐磨性、耐溶劑性等性能，可用於發泡或不發泡製品.

常見的交聯劑為有機過氧化物：

DCP

即過氧化二異丙苯，最為常用，密度1.08g/cm3，熔點42℃，分解溫度120~125℃，折光率1.54，117℃時半衰期為10小時，常與氧化鋅並用，提高強度及耐老化性。

BPO

即過氧化苯甲酰，白色粉末，熔點103~106℃，極不穩定，不溶於水，微溶於有機溶劑。

DTBP

即二叔丁基過氧化物，微黃色透明液體，密度為0.8g/cm3，沸點110℃，燃點183℃，折光率1.4，126℃時半衰期為10小時。

DBHP

即過氧化氫二異丙苯，淺黃色液體，受熱或與酸鹼接觸容易分解。

還有二亞乙基三胺（DTA）又稱二乙三胺，無色液體，沸點207℃，密度0.954克/立方厘米，折光率1.5，閃點94℃，常用於環氧樹脂，一般添加量5 %~10%。

雙25

即2,5-二甲基-2,5 二叔丁基過氧化己烷，簡稱雙25，其商品有兩種，一種為純度90%的淡黃色液體，密度為0.85克/立方厘米；另一種為純度50%的白色粉末，分解溫度179℃（半衰期1分鐘）、118℃（半衰期為10小時）。雙25是一種高溫交聯劑，常用於乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯化聚乙烯等，能提高製品的強度、硬度等。2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-異丙基咪唑、四氣鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、三亞乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺等也都是交聯劑，大部分用於熱固性塑料，作為固化劑使用。

注意事項

在使用交聯劑時，要儘量避免添加酸性填料，添加抗氧劑時也要慎重，其他芳烴油類助劑等對交聯效果都會起到不良影響，一定要注意這點。

聚乙烯（PE）電纜、管材等產品經過交聯後，產品性能大大提高，如機械力學性能，耐熱性能及耐環境應力開裂性能（ES-CR均得到了很大提高，用於這類產品的交聯劑品種除用過氧化二異丙苯外，也有用硅烷類接枝交聯的。

如乙烯基三乙氧基硅烷（A1522），其硅含量為13.5%~14.5%，就是一種交聯劑。

實例 交聯聚乙烯材料

HDPE 50

LLDPE 50

A151 0.5~2

DCP 0.5~1

二月桂酸二丁基錫 0.5

這裡A151為交聯劑，DCP為接枝引發劑，二月桂酸二丁基錫為接枝催化劑。生產工藝採用二步法或一步法均可以得到交聯產品。交聯PE管材可用於輸送熱水、煤氣、化工腐蝕性液體等。

分類

交聯劑分為外交聯劑和內交聯劑。

1、外交聯劑

所謂外交聯劑就是在使用前加入，然後在室溫、加熱或輻照下發生交聯反應。外加交聯劑又分為以下類別：

⑴多異氰酸酯（JQ-1、JQ-1E、JQ-2E、JQ-3E、JQ-4、JQ-5、JQ-6、PAPI、可乳化MDI、四異氰酸酯）。

⑵多元胺類（丙二胺、MOCA）。

⑶多元醇類（聚乙二醇、聚丙二醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷）。

⑷縮水甘油醚（聚丙二醇縮水甘油醚）。

⑸無機物（氧化鋅、氯化鋁、硫酸鋁、硫黃、硼酸、硼砂、硝酸鉻）。

⑹有機物（苯乙烯、a-甲基苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二醛、氮丙啶）。

⑺有機硅類（正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲氧基硅烷）。

⑻苯磺酸類（對甲苯磺酸、對甲苯磺酰氯）。

⑼丙烯酸酯類（二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、TAC、丙烯酸丁酯、HEA、HPA、HEMA、HPMA、MMA）。

⑽有機過氧化物（過氧化二異丙苯，過氧化雙2,4一二氯苯甲酰）。

⑾金屬有機化合物（異丙醇鋁、醋酸鋅、乙酰丙酮鈦）。

⑿氮丙啶類

⒀多功能聚碳化二亞胺類交聯劑。

⒁封閉型交聯劑

⒂異氰酸酯類交聯劑

2、內交聯劑

所謂內交聯劑意指作為一種單體在聚合時進入大分子結構鏈內，或者作為一個組分加入到膠黏劑中，能夠穩定儲存，只有在加熱到一定溫度或輻射條件才能發生交聯反應。常用的內交聯劑有烯類單體，如丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、二乙烯基苯、N-羥甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺。

選用

對於不同的交聯劑，應當選擇適其所用的交聯劑，對交聯劑則有如下一些要求：

⑴交聯劑的活性基團能與膠黏劑中組分反應形成交聯結構。

⑵交聯效率高，只要加入少量便可獲得穩定的交聯結構。

⑶交聯速度適宜，過快過慢都不利。

⑷幾種交聯劑混合使用，可獲得最佳的綜合效果。

⑸交聯劑在工藝處理和儲存期內穩定，不發生有害反應和凝聚作用。無毒害、無刺激性、不污染環境。

應用範圍

交聯劑SAC-100主要應用於丙烯酸乳液，聚氨酯乳液，羧基丁苯乳液等，提高乳液的粘合強度和表面附着力。

應用於以下領域：水性丙烯酸壓敏膠，水性丙烯酸膠粘劑，水性丙烯酸塗料，水性丙烯酸皮革塗飾劑等。

參考來源

新型助交聯劑PAPI在橡膠密封製品中的應用