PE红外辐射交联法在管材与电线电缆业的应用

        瑞士麦拉菲尔（Maillefer）公司于2004年在重要的行业盛事上推出了IR-PEXa固化方法。以下就是一个总结，奉上此种方法的工作原理。     
    IR-PEXa意思就是以过氧化物为基础对聚乙烯进行交联的过程，适用于管材与电线电缆两个行业。主要是红外线辐射被应用到被挤出产品中，产生交联温度下的热量。有了IR-PEXa技术，一次射出的挤出与交联过程成为了现实。类似蒸汽浴和淋浴的传统后固化步骤被消除了。      
    红外线辐射能够以相当大的深度穿过聚乙烯（和其它聚合物），同时被逐步地吸收在材料中。被吸收的能量被转化为热量，提高了聚合物的温度。因为与材料的整个体积有关，所以热传递的发生速度要比传统导热技术所能获得的速度要快得多。这对于厚壁产品是尤为重要的，因为聚合物是众人皆知的不良导体 
    然而必须注意，在聚合物中局部生成的热量不够均匀。首先，因为辐射被逐步地吸收，所以当发生穿透时辐射会在强度上降低。其次，局部吸收速度取决于辐射本身的波长。长波长在聚合物中被迅速吸收，所以穿透深度小。与之相反，短波长可以在相当大的强度下深透到聚合物之中。为了获得彻底的加热效果，具有短波长的辐射源是首选的。           
    除了吸收率不同以外，红外辐射工业源不会在某一特定波长下放射。它们的放射频谱覆盖整个波长范围，而强度不同。图1显示的是当选择较高光源温度时频谱是如何地变得更窄。最大能量带向更短的波长区域移动，并集中于较窄的范围里。图中没有显示出放射强度的绝对程度随着红外辐射体(也就是灯丝)的温度而快速加大。因而，低温辐射体(长波长)在尺寸上必须比高温辐射体(短波长)大得多，以获得相等的整体辐射能量。           
    聚合物自身有着4mm至7mm的波长下的吸收波段。即使当为了最佳地穿透进聚合物中而在短波长下设定红外光源温度时，也会总是有小部分辐射在表面上被直接吸收。这在图2中表现出来 ：在试验中，管试样被放置于红外线炉中，由内装的热电偶可观察到温度的上升。外表面温度的升高比试管的内部温度的升高快得多。必须考虑到热电偶自身的吸收效果。只要断开光源，热电偶读数就会骤降20℃左右，然后调整至聚合物温度。 
    很明显，表面的过度受热会导致聚合物分解。一种对付这种作用的有名措施是在产品表面创造惰性气氛（氮气层）。为了排出多余热量，也有可能在表面上吹凉风。          
     麦拉菲尔公司向管材与电线电缆制造业提供挤出生产线。在IR-PEXa配置中，设备根据上面概述的红外线加热原理进行运行。成功的关键在于认真设计与优化的设备，从挤出机螺杆、料筒、挤出模头，直到红外线炉和其它后续设备。