燃气用聚乙烯管材的人工气候加速老化

以氙灯作为辐照光源,对外径分别为110 mm和63 mm的两种规格聚乙烯燃气管进行了人工气候加速老化试验,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3项重要性能指标的变化,探讨人工气候加速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3.5 GJ/m2时,聚乙烯燃气管试样表面发生严重老化,其氧化诱导时间均小于10 min;当接受能量达到4 GJ/m2时,试样氧化诱导时间急剧衰减,均小于5 min,其表面几乎完全老化。随着接受能量的增加,所有试样的拉伸屈服强度和断裂伸长率的变化幅度均较小,与无色条试样相比,表面带有黄色色条试样的断裂伸长率发生锐减,所有试样的MFR未发生较大变化。     

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。     

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。     

PE滴灌带耐老化性能研究

将线性低密度聚乙烯(PE–LLD)/高密度聚乙烯(PE–HD)/低密度聚乙烯(PE–LD)的滴灌带试样经过自然暴露老化,并对老化前后试样进行力学性能、流变性能及红外光谱测试分析以研究滴灌带的耐老化性能。结果表明:户外暴晒60 d后,纯PE(0#)试样的拉伸强度保持率和断裂伸长率保持率分别为81%和15.6%,已失去使用价值;而户外暴晒120 d后,1~#,2~#,3~#,4~#试样断裂伸长率保持率分别为61.9%,75.1%,82.3%,87.8%。毛细管流变10 min时,户外暴晒120 d试样扭矩保持率顺序为4~#3~#2~#1~#0~#试样;户外暴晒120 d后,试样红外谱图在1 757 cm~(-1)处生成的羰基峰从0~#~4~#依次向低波数移动,并且变得越来越弱。基于此,同时加抗氧剂、光稳定剂和炭黑复配使用的4~#试样耐老化性能最佳。     

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。     

增塑剂对聚氯乙烯紫外光老化性能影响的研究

采用力学性能测试、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）等方法研究了增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）对聚氯乙烯（PVC）紫外光老化性能的影响。结果表明：随着紫外光照射时间的延长，试样表面颜色逐渐变深并产生裂纹，硬质PVC试样的断裂伸长率显著减小，拉伸强度变化不大；而软质PVC试样的断裂伸长率和拉伸强度均降低；在老化过程中，出现了C—Cl键的断裂、羰基的形成及其红外吸收峰的逐步增大等过程。     

PE管材拉伸性能测量不确定度评定

采用电子万能试验机对PE100聚乙烯(PE)燃气管的拉伸屈服应力和断裂伸长率进行了测试,并对拉伸屈服应力和断裂伸长率的测量不确定度(重复测量及检测结果数值修约等)进行了分析和评定。     

测试条件对测定管材类聚乙烯树脂等温氧化诱导时间的影响

等温氧化诱导时间是检测聚乙烯燃气管材的一项重要指标。文章以4种管材类聚乙烯树脂为样品,分别分析了测量温度和试样制备方式对管材类聚乙烯树脂等温氧化诱导时间测试结果的影响。根据评价效果和实际测试需要给出了适合管材类聚乙烯树脂等温氧化诱导时间测定的试验条件。对规范塑料产品等温氧化诱导时间的测量工作具有借鉴意义。     

聚乙烯管道热熔接头卷边对拉伸性能的影响

通过拉伸试验,研究了聚乙烯管道热熔对接接头不同卷边情况试样的失效形式、拉伸强度和拉伸历程。研究发现,带卷边试样卷边与管壁之间形成的凹槽尖端应力集中严重,拉伸时裂纹逐渐扩展直至试样断裂;而不带卷边试样拉伸时,试样发生大变形后在焊缝及其与管材交界面出现脆断现象。不带卷边试样的拉伸强度明显高于带卷边试样,其断裂伸长率也远高于带卷边试样,拉伸速率为10 mm/min时,拉伸强度差值在27 ％左右,断裂伸长率差值在100 ％以上。结果表明,去除热熔对接接头双侧卷边可显著提高其拉伸力学性能,而去除单侧卷边对其力学性能仅有轻微改善。