燃气用聚乙烯管材自然老化研究

对外径分别为110mm和63mm的两种规格聚乙烯燃气管进行了自然老化试验,通过测试聚乙烯燃气管试样在不同累积接受能量下的氧化诱导时间、拉伸性能、熔体流动速率(MFR)等重要性能指标的变化,探讨了自然老化对聚乙烯燃气管物理力学性能的影响规律。结果表明,在接受能量为6.0 GJ/m~2时,聚乙烯燃气管试样的氧化诱导时间小于20min;当接受能量达到7.5 GJ/m~2时,试样氧化诱导时间接近于10min,其表面老化较为严重。随着接受能量的增加,所有试样的拉伸屈服强度的变化幅度较小,无色带试样的断裂伸长率基本保持不变,而表面带有黄色色带试样的断裂伸长率发生锐减。所有试样的MFR随着接受能量的变化基本保持不变。     

氧化诱导时间对高密度聚乙烯热氧老化特性的影响

研究了氧化诱导时间对高密度聚乙烯(PE-HD)在100℃人工热氧老化条件下老化特性的影响,比较分析了不同老化时间其主要力学性能如拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率的变化差异,考察了不同氧化诱导时间的PE-HD热氧老化过程中结晶度和氧化诱导时间的变化差异。结果表明,热氧老化初期,PE-HD分子链以交联为主,后期分子链以降解为主;在100℃热氧老化环境条件下,随着热氧老化时间的延长,PE-HD的氧化诱导时间越长,耐热氧老化性能越好,氧化诱导时间可作为PE-HD氧化稳定水平的相对量度。     

PE-LLD-g-(GMA-co-St)的反应挤出及应用

采用反应挤出方法,制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)接枝改性的线型低密度聚乙烯(PE-LLD)产品[PE-LLD-g-(GMA-co-St)]。研究了St用量和反应时间对PE-LLD-g-(GMA-co-St)接枝率和熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,当St与GMA质量比为5︰9,反应时间为120 s时,所制备试样接枝率达到1.69%,MFR(190℃,2.16 kg)达0.69 g/10 min。将制备的PE-LLD-g-(GMA-co-St)和PE-LLD-g-MAH作为相容剂应用于聚乙烯无卤阻燃电缆料,对比了水煮老化前后的拉伸性能。结果表明,与PE-LLD-g-MAH为相容剂的电缆料试样相比,以PE-LLD-g-(GMA-co-St)为相容剂的电缆料试样虽然拉伸强度较低,但具有较高的断裂伸长率和较高的耐水煮老化性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别为13.9 MPa和231%,水煮10 h后的保留率分别为84.9%和85.7%,满足电缆行业应用标准要求。     

加速紫外老化对聚乙烯薄膜力学性能的影响

介绍了聚乙烯(PE)薄膜老化机理,并对PE薄膜进行了人工加速紫外光老化试验。分析了老化时间对PE薄膜力学性能的影响。结果表明:紫外光的照射使PE的化学键发生交联和断裂反应,其中断裂反应占主导,使聚合物分子量减小,物理性能下降;PE薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量随老化时间的延长而降低;PE薄膜抵抗破坏的能力在老化60 h以上会急剧下降,而此时弹性模量的变化趋势变得平缓,断裂伸长率与老化时间近似成线性关系递减。     

单翼迷宫式滴灌带的老化与防老化研究

以UVA-340灯管作为人工老化加速光源,通过羰基指数及拉伸性能的变化,分析了抗老化剂对滴灌带耐老化性能的影响。结果表明,添加自制防老化母料的滴灌带防老化性能最佳,与未老化的试样相比,人工老化10、12d和自然暴露老化120d的试样的断裂伸长率保持率分别为94.3%、84.0%和61.9%;用340nm荧光紫外灯,辐照度控制在0.68W/m2、黑板温度为60℃、冷凝温度为50℃、光照3h、冷凝3h、风吹10min等试验条件下,可模拟出人工加速光老化试验的老化速率是自然气候环境下暴露试验的10倍左右。     

温度对PE燃气管热熔焊接接头性能的影响

主要研究了聚乙烯(PE)燃气管热熔焊接接头在不同温度下的力学性能,通过不同温度下PE材料的拉伸破坏实验,根据不同温度下PE燃气管道焊接接头拉伸应力及拉伸应变,利用数值拟合的方法建立了PE材料接头的最大应力和断裂伸长率与温度的函数关系。其中卷边的存在容易产生应力集中使管道断裂,无卷边试样断裂伸长率总体高于有卷边试样且温度越高越明显,去除卷边对拉伸强度影响较小,可提高试样的断裂伸长率。温度对PE材料的拉伸强度、断裂伸长率影响较大,温度升高,PE材料的拉伸强度降低,断裂伸长率增加。     

老化对聚乙烯丙纶复合防水卷材力学性能影响

选用钻前工程排污池常用的某型号聚乙烯丙纶复合防水卷材为研究对象,对其进行老化试验,利用人工腐蚀的手段加速其老化,通过拉伸试验考察老化对其断裂强度、断裂伸长率等力学性能的影响。研究结果表明,随老化程度加深,聚乙烯丙纶防水卷材的断裂强度、断裂伸长率均降低,抗渗性能下降,应采取保护措施减缓其老化速度。     

聚乙烯自然和人工气候老化相互关系的探索

本文对聚乙烯以以断裂伸长率保持率为评价指标,建立了该指标在自然和人工气候条件下随紫外光辐照能变化的动力学方程,讨论了两种气候老化的相关性,探索了由人工气候老化试验去预报户外自然气候老化试验时间。     

内镶式滴灌带的制备与耐老化性能研究

通过人工加速光老化与自然气候暴露老化试验,运用拉伸实验手段对老化前后内镶式滴灌带的力学性能进行表征,并用红外光谱对其结构变化进行分析,研究抗老化母粒对滴灌带耐老化性能的影响。结果表明,人工老化12 d和自然暴露老化120 d与未老化试样相比,断裂伸长率保持率添加自制抗老化母粒的分别为84.7 %、83.2 %,未添加抗老化母粒的分别为59.8 %、58.2 %;未添加抗老化母粒的试样在1723 cm-1处生成的羰基峰明显较强,配方中添加自制抗老化母粒起到了抗紫外的作用。     

高温内压环境下聚乙烯燃气管道老化性能评价研究

将一批聚乙烯燃气管道试样置于80 ℃、1.1 MPa水浴环境下进行老化试验，老化时间分别为0、165、500、1 000 h，并通过差示扫描量热法（DSC）、热失重分析（TG）、傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）和拉伸试验分别测试各老化试样对应的氧化诱导时间（等温OIT）、热分解温度（T_s）、官能团组成和断裂伸长率（ε），模拟分析高温内压环境下聚乙烯管道的老化性能变化规律。DSC、TG和拉伸试验结果显示，随着老化时间增加，聚乙烯管道的等温OIT、T_s和ε都逐渐降低，老化程度逐渐增加，并且管内壁的老化速率明显大于外壁；FTIR结果显示，随着老化时间增加，聚乙烯管材料的官能团谱图中1 720 cm^-1和3 400 cm^-1处分别出现了C=O和O—H的振荡峰，进一步证实了聚乙烯管材料分子链中引入了氧化反应产物。     

高密度聚乙烯管材光氧老化性能及寿命预测

采用荧光紫外灯人工加速老化方法模拟自然太阳光对高密度聚乙烯(PE-HD)管材和热熔接头的光氧老化,在不同温度下(50、60、70℃),使用UVA-340型标准荧光紫外灯管在光照和冷凝2种循环模式下模拟老化,并利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对老化后的管材和接头试样进行了分析表征,通过差示扫描量热仪(DSC)测量了管...     

等规聚丁烯-1管材料的耐热老化性能研究

等规聚丁烯-1(iPB-1)是一种优异的管道材料,特别适合制备薄壁小口径受压管材,iPB-1树脂近年已逐步国产化,但耐长期静液压定级实验评估长期使用寿命时仍有不足。经考察并对比Basell公司进口和国产两种iPB-1管材料在模拟长期静液压实验的95℃热水和空气气氛常压热烘条件下氧化诱导时间和拉伸性能的变化规律,发现国产iPB-1管材料短期耐水抽提性优于进口料但空气气氛下的耐热老化性略显偏弱,国产料改性后在95℃热水中4 000 h后的拉伸强度和断裂伸长优于进口料而杨氏模量偏低,有更突出的强度和韧性优势。     

热氧老化对聚碳酸酯结构和性能的影响

分别在90～120℃环境下,对聚碳酸酯(PC)进行人工热氧加速老化实验.研究PC老化后的结构性能变化和热氧老化机理.结果表明:在低于120℃温度条件下,老化120 h后,PC仍显示强而韧的性能,但断裂伸长减小;在120℃温度条件下,老化24 h后,PC拉伸断裂伸长消失;PC的热氧降解过程主要是以热诱导氧化降解反应,降解反应引起端基、侧基从主链断裂脱落,导致内部缺陷,力学性能随之下降.     

Effect of oven aging on polypropylene

Injection-molded tensile bars of unstabilized polypropylene were oven aged at 90°C. After an induction period, tensile elongation decreased catastrophically. During the induction period no evidence of oxidation was observed by infrared reflectance; however, a definite surface etching was noted by electron microscopy. Differential scanning calorimetry measurements indicated that, for samples aged beyond the induction time, oxidative degradation caused a decrease in the melting temperature of polypropylene. Toluene immersion was used to remove selectively material from the surface of tensile bars aged for various times. Using this technique, changes in melting behavior were observed for partially aged polypropylene even prior to the catastrophic decrease in tensile elongation. Similarly, oxidation products and a reduction in molecular weight were detected for the dissolved surface layer during the apparent induction time. Results indicate that molecular weight measurement is the most sensitive indicator of oxidative degradation during the induction period.     

特种氯丁橡胶热氧老化研究

通过对特种氯丁橡胶在热空气中进行加速老化,比较了其老化前后性能的变化,得出了该橡胶的性能变化与老化时间的函数关系,并建立了100％定伸应力、拉伸强度、断裂伸长率、强韧度、撕裂强度与邵尔A硬度之间的关联关系。结果表明：在整个老化期间,100％定伸应力、硬度逐渐增加;拉伸强度、断裂伸长率、强韧度、撕裂强度逐渐降低;机械性能与硬度呈线性关系。     

ABS树脂拉伸性能及形变机理的研究

研究了丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）树脂在不同温度和不同拉伸速率时的拉伸行为以及物理老化对其拉伸行为的影响。结果表明,屈服强度随测试温度的升高而下降,断裂伸长率并不随着测试温度的升高而提高,直到测试温度升高到接近ABS树脂塑料相的玻璃化转变温度时,断裂伸长率才显著提高;断裂伸长率随拉伸速率的增加而降低,在不同的拉伸速率下,ABS的形变区内均可观察到银纹现象;在较高的拉伸速率下,形成的银纹数量较多,但银纹较短,银纹的扩展得到了有效抑制;ABS树脂经物理老化后断裂伸长率明显降低,银纹数量增加并出现了空洞成串现象。     

碱溶液、紫外线及其交叉环境下BFRP筋耐久性能试验研究

为研究直径和腐蚀环境对BFRP筋拉伸力学性能影响,开展了三种直径(6 mm、8 mm、10 mm)BFRP筋试件在自然环境、碱溶液环境(pH=10)、紫外线照射环境(辐照度为550W/m~2)及两种腐蚀环境交叉作用下拉伸试验,采用扫描电子显微镜(SEM)对BFRP筋拉伸断裂进行了分析,并对试验结果进行了研究。主要结论如下:三种不同环境作用下,随着腐蚀时间延长,BFRP筋抗拉强度减小且强度退化率逐渐下降,BFRP筋弹性模量上下波动均不超过5%,且无明显规律,断裂伸长率变化趋势与拉伸强度基本相同;紫外线环境下BFRP筋抗拉强度有退化和不完全恢复现象;交叉环境下直径分别为6 mm和8 mm BFRP筋抗拉强度也有退化和不完全恢复现象,10 mm BFRP筋则没有。基于本文所定义的耐久性衰减速率,对直径分别为6mm和8 mm BFRP筋耐久性的影响,碱环境最大,交叉环境居中,紫外线环境最小;对10 mm BFRP筋耐久性的影响,交叉环境最大,碱环境居中,紫外线环境最小。三种不同环境作用下,直径为6 mm BFRP筋耐久性衰减平均速率均最大,直径为10 mm的测试结果均最小。     

抗氧剂对无规共聚聚丙烯抗紫外光老化性能的影响

研究了4种抗氧剂对无规共聚聚丙烯(PPR)紫外光加速老化条件下耐老化性能的影响。结果表明:PPR在紫外光加速老化条件下,大分子链会发生断裂,产生大量羰基;在紫外加速老化初期,由于分子链断裂,分子链运动和重排更容易,材料结晶度明显提高,致使材料拉伸强度在紫外老化初期出现一定程度的增加;随着紫外光辐照时间的延长,材料断裂伸长率逐渐下降;4种抗氧剂中,0.4%亚磷酸酯类改善PPR抗紫外光老化性能的效果最佳。