聚乙烯具有优良的电性能、韧性和耐化学性,并且易于加工,价格低廉,因而成为生产量和消费量最大的通用塑料之一,被广泛用于工业生产和日常生活的各个领域。但是,由于聚乙烯结构上的原因,耐热性、机械强度不够以及耐环境应力开裂性能差等缺点,限制了其在许多领域的应用。为了改善聚乙烯的这些性能,许多研究者运用了不同的改性方法,其中较为成功的是交联法。辐射交联、过氧化物交联以及硅烷交联则是其目前应用的三种主要的交联方法。本文研究在聚乙烯体系中添加一种助交联剂,在聚合物内部产生水分,采用工艺简单、生产成本低、能耗小的室温自交联法制备了交联聚乙烯。其方法是用高速混合机将聚乙烯、引发剂、偶联剂、助交联剂、催化剂和抗氧化剂混合均匀,用双螺杆挤出机挤出成型并造粒成新生态粒料,在室温下放置一段时间以实现自交联,得到凝胶率较高、耐热性和机械性能较好的交联聚乙烯,解决了现行生产中的硅烷接枝交联时需要聚乙烯浸泡在热水或在水蒸汽中才能完成交联而导致生产成本高、工艺复杂和能耗高的问题。文中讨论了室温自交联聚乙烯的制备方法及接枝与交联效果,助交联剂含量对凝胶含量的影响,聚乙烯接枝交联前后加工性能、热性能、机械性能随交联时间及助交联剂含量的变化情况,自交联对聚乙烯结晶行为的影响,以及玻纤的增强对硅烷交联聚乙烯机械性能、热性能和结晶性能的影响。研究得到如下结论:1.在挤出过程中添加助交联剂产生水分,使聚乙烯制品在贮存和运输过程中自交联的工艺方法,可以制得室温自交联聚乙烯。2.与聚乙烯的一步法和两步法交联技术比较,聚乙烯室温自交联工艺免去了在挤出接枝工艺后的水煮交联(或水蒸气处理交联)工艺,节省了能源,降低了成本。3.采用室温自交联技术,当助交联剂加入量为0.5phr~1.5phr时,聚乙烯(PE)在40天后的交联可以达到稳定,凝胶含量可达到50.0%-57.8%,且凝胶含量在自交联过程中随时间增加而增加。4.自交联过程中,聚乙烯的力学性能随着自交联时间的增加而提高。助交联剂含量为0.5phr、1.0phr、1.5phr的LDPE试样和HDPE试样在放置40天后,其拉伸屈服强度分别为16.41MPa、17.18MPa、12.73MPa和21.22MPa、23.77MPa、25.74MPa,分别提高21.1%、22.3%、18.8%和23.8%、25.1%、25.0%,断裂伸长率则分别下降了39.69%、8.21%、5.99%和42.5%、50.7%、36.1%。自交联LDPE和HDPE试样的洛氏硬度分别增长27.1%和46.8%.5.室温自交联PE的热性能较未交联PE有较大程度的提高。当助交联剂含量为1.0phr时,LDPE和HDPE的热分解温度分别为471.96℃和485.00℃,比未交联PE提高了60.48℃和32.00℃。而热变形温度分别提高了2.5℃和6.1℃。6.室温自交联对PE的结晶行为有很大的影响。通过自交联过程,聚乙烯的结晶度比未交联时下降,LDPE和HDPE分别达5.3%、10.3%(DSC测定)和7.59%、21.41%(XRD测定)。晶体尺寸随着自交联时间的增加而降低,晶体的规整性被破坏。7.添加短玻璃纤维(6mm)后,高密度聚乙烯仍然能进行自交联反应。HDPE室温自交联几乎不影响其与玻纤的相容性,但是力学性能和热性能都有较大程度的提高。其中,玻纤含量20%的拉伸屈服强度从18.49MPa增加到37.56MPa,增长了103.14%;断裂伸长率下降了558.43%,弹性模量增加332.45MPa,增长了184.28%.热变形温度从42℃提高到109.2℃,提高了160%.而玻纤增强室温自交联HDPE试样的结晶度比未增强的室温自交联HDPE试样下降了近30%,平均晶粒尺寸也有所变小。