輻射交聯(lián)是最早采用的PVC交聯(lián)方法之一，也是使用最廣泛的交聯(lián)方法。美國、日本等國已用此法生產(chǎn)輻射交聯(lián)的PVC絕緣電線。普通pvc材料在輻射作用下并不交聯(lián)，主要發(fā)生脫氯化氫反應(yīng)與降解反應(yīng)，產(chǎn)生共軛雙鍵使產(chǎn)品變色。1959年，Pinner與Miller首先發(fā)現(xiàn)，多官能團(tuán)不飽和單體能夠強(qiáng)化PVC輻射下的交聯(lián)反應(yīng)，從而使PVC輻射交聯(lián)成為可能。
加入的多官能團(tuán)不飽和單體主要有三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三烯丙基異腈脲酸酯(TAIC)、三烯丙基腈脲酸酯(TAC)、二甲基丙烯酸四甘醇酯(TEGDM)、二丙烯酸四甘醇酯(TEG-DA)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)等。 多年來，大量研究逐步揭示了PVC輻射交聯(lián)中的反應(yīng)原理及結(jié)構(gòu)變化，并已經(jīng)能夠控制輻射交聯(lián)PVC產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能，使PVC的輻射交聯(lián)技術(shù)已日臻成熟。
PVC輻射交聯(lián)一般以60Co-γ射線或高能電子(EB)射線為輻照源、多官能團(tuán)不飽和單體為交聯(lián)劑，交聯(lián)反應(yīng)為自由基反應(yīng)，PVC在輻射作用下C-Cl鍵斷裂，形成自由基活性中心，多官能團(tuán)不飽和單體在輻射引發(fā)下優(yōu)先產(chǎn)生自由基并自聚，同時(shí)接枝到PVC長鏈自由基上，基本的交聯(lián)結(jié)構(gòu)為PVC-(交聯(lián)劑)γ-PVC。
V K SHARMA等采用電子束(EB)輻射交聯(lián)軟PVC，研究了3種交聯(lián)劑——TMPTA、TEGDM及TEGDA對軟PVC的交聯(lián)速率及熱穩(wěn)定性能的影響，以三鹽基硫酸鉛(TBLS)作為體系的穩(wěn)定劑。結(jié)果表明，5%TMPTA的交聯(lián)效果最好，當(dāng)凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%時(shí)，其拉伸強(qiáng)度達(dá)到了23.5MPa，較未交聯(lián)時(shí)提高了7%左右，同時(shí)交聯(lián)軟PVC的體積電阻系數(shù)、分解溫度也能夠得到明顯的提高。
Ratnam等采用了同樣的輻射交聯(lián)方法，采用TMPTA交聯(lián)硬PVC，姒TBLS作為體系的穩(wěn)定劑，研究了輻射劑量在20-200kGy時(shí)，其凝膠含量與硬PVC的拉伸強(qiáng)度、硬度的關(guān)系，同時(shí)測定了輻射劑量在100kGy時(shí)的Tg，并通過FTIR分析證實(shí)了通過電子束輻射的方法能夠有效地避免降解反應(yīng)的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輻射劑量為100kGy時(shí)，其凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到85%，此時(shí)交聯(lián)硬PVC的Tg較未交聯(lián)試樣提高了2.5℃。同時(shí)，通過對輻射交聯(lián)硬PVC的性能研究表明，采用適當(dāng)用量(4%)的交聯(lián)劑交聯(lián)的硬PVC試樣的拉伸強(qiáng)度、硬度都得到明顯提高，當(dāng)凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到80%時(shí)，其拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值55MPa，較未交聯(lián)時(shí)提高了30%。此時(shí)，硬PVC的硬度也提高了13%左右，并隨著凝膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈不斷上升的趨勢。
PVC的輻射交聯(lián)是非常復(fù)雜的反應(yīng)，主要包括PVC交聯(lián)、降解、脫HCl等。各種因素對PVC輻射交聯(lián)的影響都是通過影響三者間的競爭關(guān)系來實(shí)現(xiàn)的。PVC輻射交聯(lián)反應(yīng)過程受多種因素影響：輻射劑量、輻射溫度、反應(yīng)氛圍、交聯(lián)劑、增塑劑、填料與加工助劑。輻射交聯(lián)法與化學(xué)交聯(lián)法相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，在電線電纜行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
輻射交聯(lián)PVC產(chǎn)品性能優(yōu)異，且生產(chǎn)效率高，節(jié)省能源，無環(huán)境污染。隨著人們對環(huán)境問題的關(guān)注及輻射技術(shù)的進(jìn)步，PVC輻射交聯(lián)技術(shù)必將越來越引起人們的注意。
