硅烷交聯聚乙烯（有機硅化合物 crosslinked polyethylene），是一種經特殊處理的化學物質，可通過有機過氧化物在適當條件下與聚乙烯結合，再經水解縮合得到。
物理性質
硅烷交聯聚乙烯的分子結構不同于傳統的有機過氧化物交聯法形成的分子間碳-碳交聯鍵結構。其主鏈能夠與兩個或多個等價鍵反應，形成立體網狀交聯。這種特性使得硅烷交聯聚乙烯的熱機械性能普遍優于具有碳-碳鍵平面結構的有機過氧化物交聯法聚乙烯。盡管硅烷交聯聚乙烯的凝膠率可能低于過氧化物交聯聚乙烯15%-20%，但在熱變形方面表現相似。
化學合成
硅烷交聯聚乙烯的制備始于1973年由英國道康寧公司開發的技術。具體步驟包括在有機過氧化物的作用下，將含有不飽和乙烯基和易于水解的烷氧基多官能團的硅烷接枝到聚乙烯主鏈上。接著，使用水和硅醇縮合催化劑促進接枝物水解并縮合，最終形成Si-O-Si交聯鍵，由此得到硅烷交聯聚乙烯。
工藝流程
Sioplas法
Sioplas法是由英國Dow Corning公司發明的兩步法，首先通過兩臺擠出機分別生產出聚乙烯硅烷接枝料和催化母料，之后將這兩種原料按照一定比例混合，在第三臺擠出機上生產交聯聚乙烯管材。在此過程中，硅烷接枝料會與5%的催化母料干混，擠出成型后再通過高溫水槽進行交聯。需要注意的是，Sioplas法中硅烷接枝料的存放期限較短，因為在沒有催化劑存在的條件下也會緩慢地發生交聯反應。
Monosil法
Monosil法是一步法，由BICC（英國絕緣電纜公司）和Maillefer共同發明。這種方法的特點是將硅烷、過氧化物、催化劑同時添加至一臺擠出機中，直接生產交聯聚乙烯制品。相比于Sioplas法，Monosil法生產的制品交聯度更高。
硅烷共聚法
硅烷共聚法是Sioplas法的一種變型，它通過在乙烯聚合時引入硅烷共聚物，以獲得共聚型乙烯-硅烷共聚物。交聯催化劑和其他添加劑則在混合設備中制成催化母料。硅烷共聚物法的產物為雙組分產品，無需額外的預處理。
原材料
硅烷交聯聚乙烯的原材料主要包括聚乙烯和硅烷。聚乙烯的選擇范圍廣，包括中壓聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）及其共混物。其中，PE分子鏈中含有較多叔碳的品種更利于接枝和交聯。常用的硅烷種類包括乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）、乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷（VTMES）以及3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（VMMS）。硅烷的用量一般控制在1-3份之間，以確保接枝效果和產品質量。
加工成型
硅烷交聯聚乙烯的成型加工較為簡單，適用于一般的塑料和橡膠加工設備。常見的加工方法包括擠塑、注塑、模壓和壓延等。成型后的制品只需在100℃以下的熱水中浸泡即可完成交聯。此外，還有一種改進技術，即將催化劑與熔融的硅烷接枝聚合物在擠出機的特定位置混合，擠出制品后再進行水交聯。硅烷交聯聚乙烯的典型配方包含聚乙烯、乙烯基三乙氧基硅烷、DCP和二丁基二月桂酸錫等成分。
應用
硅烷交聯聚乙烯的主要應用領域包括電線電纜包覆層、耐熱管材、軟管及薄膜等。此外，還可用于制造電機、變壓器等耐高電壓、高頻率的耐熱絕緣材料，熱收縮膜和套管，化工生產裝置的耐腐蝕部件、容器及泡沫塑料等。近年來，隨著技術的發展，硅烷交聯聚乙烯的應用范圍不斷擴大，已廣泛應用于各種管材、化工生產裝置的耐腐蝕部件、容器以及泡沫塑料和阻燃材料等領域。
包裝與儲存
硅烷交聯聚乙烯產品的包裝外層通常采用聚丙烯編織袋或紙箱，每袋凈重約為25千克。產品應儲存在清潔干燥的倉庫內，并采取必要的防護措施，如防火、防水、防曬、防塵和防污染等。在運輸過程中，應避免與易燃的芳香烴、鹵代烴等有機溶劑混運，并且裝卸時應輕拿輕放，防止損壞。
主要生產商
國內的主要生產商包括浙江萬馬高分子材料有限公司、上海電纜廠、上海化工廠、上海上海高橋石油化工公司公司和上海塑料研究所等。國際上的主要生產商有日本旭道公司、日本宇部興產公司、日本尤尼卡公司、美國尤西?；瘜W品公司、日本朝陽門公司、日本三井聚合化學公司、日本石油化學公司、拜耳集團、法國碳化學公司和美國聯合碳化物等。
參考資料 >
聚乙烯.中國大百科全書.2024-08-13
硅烷.中國大百科全書.2024-08-13
高密度聚乙烯.中國大百科全書.2024-08-13
低密度聚乙烯.中國大百科全書.2024-08-13