聚乙烯管材专用料TUB121RCB的工业开发

介绍了独山子石化分公司300 kt/a高密度聚乙烯装置耐开裂聚乙烯(PE100-RC)管材专用料TUB121RCB的生产开发情况。通过连续自成核退火(SSA)测试确定了PE100-RC产品结构特点。评价了TUB121RCB的基础物性、力学性能、静液压性能、耐快速裂纹扩展性能和耐慢速裂纹增长性能。结果表明：TUB121RCB力学性能与参比树脂相当,加工性能较好;产品的静液压试验、耐慢速裂纹增长试验和耐快速裂纹扩展试验全部通过测试,满足了PE100-RC的性能要求。     

PE压力管道专用树脂的性能及我国研发状况

介绍了我国石化企业近年来压力管道专用树脂的研发生产状况,以及相关标准对聚乙烯(PE)压力管道树脂的要求。我国已有7家石化企业生产的PE压力管道专用树脂通过了PE 80级或PE 100级认证。随着我国石化企业对高等级管道专用树脂的开发,逐步改变了我国PE 100级管道专用树脂长期依赖进口的局面。     

聚乙烯管材慢速裂纹增长性能及其评价方法

简要概述了聚乙烯(PE)管材的慢速裂纹增长性能,全面介绍了评价慢速裂纹增长性能的各种试验方法。详细分析了聚乙烯给水管和燃气管的国家标准与国际标准对慢速裂纹增长性能的要求及其差异;同时还分析了PE100+协会、国内G5+质量控制小组以及最新的PAS 1075标准对聚乙烯管道产品的慢速裂纹增长性能要求的区别。最后就聚乙烯慢速裂纹增长性能评价方法的发展方向及其应用进行了分析与展望。     

2015版国家标准《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:管材》分析

综述了GB 15558.1《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第一部分:管材》在材料形式、混配料指标、管材指标、新增制品类型方面的主要变化,并分析了发生变化的原因。修订后的标准,原料及管材颜色更明确,氧化诱导时间、熔体质量流动速率、炭黑分散检测方法更加合理,更符合PE管道韧性增加发展趋势,对80℃长期静液压强度(LTHS)试验和耐快速裂纹扩展试验(RCP)要求更高。管材加工企业应严公差生产,保证管材的抗裂纹延展性能符合要求。建议原料生产商加强跟踪材料的RCP性能,加快高耐慢速裂纹增长性能PE100混配料的研发。     

国家标准《燃气用埋地聚乙烯管材》2003版之分析

通过分析2003版与1995版国家标准《燃气用埋地聚乙烯管材》,介绍了2003版标准中新增的耐快速裂纹扩展和耐慢速裂纹增长两项重要性能。建议聚乙烯(PE)管材原料生产厂按照新标准的要求生产、评价燃气用埋地PE管材原料．以期提高我国PE管材开发和应用水平。     

管材专用PE100-RC的结构与性能

研究了国内外3种管材专用耐开裂PE100级聚乙烯(PE100-RC)的结构与性能,从而找出其性能上的差异。结果表明:进口PE100-RC1相对分子质量分布更宽,兼顾加工性能和力学性能;进口PE100-RC2刚性偏低,抗氧化性能优;优化工艺后的国产PN049-030-122RC刚韧平衡性能好,多分散指数提高,改善了管材的加工性能。PN049-030-122RC通过了8 760 h的耐慢速裂纹增长测试,成为国内首家应用于非开挖管道施工的原料;同时通过GB/T 17219—1998的检测,满足生活饮用水管的要求。     

基于应变硬化与微观结构相关性的PE管材耐慢速裂纹扩展性能研究

对于应用于燃气和给水行业的聚乙烯(PE)管材,耐慢速裂纹扩展(SCG)性能是评价其是否能够长期服役的重要指标。采用应变硬化试验法得到PE100RC和PE100管材试样的应变硬化模量,并对其与重均分子量、分子量分布、共聚单体含量及类型、片晶厚度等微观结构参数之间的相关性进行研究,以期更为准确地理解和评价PE管材耐慢速裂纹扩展性能。结果表明,相对于其他微观结构参数,共聚单体类型和片晶厚度与PE管材的耐慢速裂纹扩展性能之间有更加明显的相关性;结合应变硬化模量与微观结构参数对PE管材慢速裂纹扩展性能进行评价可以提高其结果的准确性;PE100RC在应变硬化与微观结构参数表征上都比PE100表现得更优异,PE100RC具有更加优良的耐慢速裂纹扩展性能。     

管材专用高密度聚乙烯的研究进展

综述了国内高密度聚乙烯(HDPE)的生产装置及工艺。采用双峰聚合工艺使短支链更多地分布在高相对分子质量部分是HDPE管材从PE80级升至PE100级的主要原因。管材的耐环境应力开裂性能随HDPE相对分子质量减小而下降,提高短支链含量可提高管材的耐环境应力开裂性能。HDPE的相对分子质量越高,管材抗裂纹扩展性能越好,将短支链分布在高相对分子质量端可提高抗裂纹扩展性能。     

基于应变硬化模量的PE管材耐SCG试验方法评述

聚乙烯(PE)管道因具有耐腐蚀、易维护等优点,广泛应用于给水、供燃气和油气输送工程等,国家重要的生命线工程中。慢速裂纹扩展(SCG)是造成PE管道失效,影响PE管道服役寿命最重要的因素之一,对PE管材耐SCG性能的正确评价具有重要的理论价值与现实意义。介绍了一种基于应变硬化模量的PE管材耐SCG性能加速试验的新方法——应变硬化试验法(SH法),阐述了SH法的基本原理和试验流程,综述了SH法的国内外研究进展,通过与其它耐SCG性能试验方法比较分析,阐明了应变硬化模量与SCG性能的相关性,及SH法在耐SCG性能评估的合理性和重要应用价值。最后,对SH法的应用与发展进行了总结与展望。     

聚乙烯承压管道及原料耐慢速裂纹增长测试标准及实验要求

聚乙烯(PE)管材在施工和使用过程中会产生裂纹并缓慢扩展,评价耐慢速裂纹增长性能包括原料测试和管材测试两部分。介绍了国际标准和国家标准中关于耐慢速裂纹增大试验的要求、原理和应用,并列举了通过切口试验加速老化评价和预测 PE 原料长期性能和使用寿命的几种方法。     

旋转挤出聚乙烯管的耐慢速裂纹增长性能研究

利用旋转挤出加工制备了聚乙烯(PE100)管,采用扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)研究了芯轴旋转速度(MRS)、测试时间、结晶结构及微观形态对PE100管耐慢速裂纹增长(SCG)性能的影响.结果表明,芯轴旋转可降低管材中PE的晶片厚度和晶粒尺寸,增加晶片间的tie分子链密度,提高结晶度,改善PE100管的耐慢速裂纹增长性能.当芯轴旋转速度为7.5 r/min时,PE管的耐SCG性能最佳,在测试时间(312 h)内,缺口裂纹无明显增长.     

聚乙烯材料的全缺口蠕变试验研究进展

介绍了国外学者针对聚乙烯(PE)管材耐慢速裂纹增长试验时间过长问题提出的快速评价方法—全缺口蠕变试验(FNCT)的研究原理和标准;详细综述了在不同的试样缺口几何形状、表面活性剂、拉伸应力及温度条件下FNCT的试验结果;并对PE燃气管道FNCT技术的未来发展方向提出了展望。     

聚乙烯管材应变硬化模量与裂纹扩展速率相关性研究

采用应变硬化试验和锥体试验分别得到不同聚乙烯100（PE100）管材试样的应变硬化模量和裂纹扩展速率,并对它们之间的相关性进行研究,以期验证应变硬化试验法评价PE管材耐慢速裂纹扩展性能的正确性。结果表明,锥体试验中PE管材试样的裂纹扩展程度随着试验时间的增加而增大;应变硬化试验和锥体试验对不同PE管材试样的耐慢速裂纹扩展性能评价结果完全相同,应变硬化试验法评价PE管材耐慢速裂纹扩展性能的正确性得到验证;应变硬化试验不仅误差较小,而且可以区分不同牌号PE100管材耐慢速裂纹扩展性能的细微差异,评价结果相对于锥体试验要更加可靠。     

PE材料裂纹扩展行为分析及蠕变寿命预测

聚乙烯(PE)管材性能优良,应用广泛,其安全可靠性至关重要。慢速裂纹增长(SCG)失效是静载工作条件下聚乙烯管道主要隐患之一。采用预制裂纹圆棒试验法(CRB方法)对常见PE 100材料进行疲劳试验分析,探讨了载荷参数对裂纹扩展、疲劳寿命及断裂性能的影响,并预测了其蠕变寿命,确定了指定使用寿命下的允许缺陷参数。     

高耐候PE膜的组分设计、制备及在光伏背板中的应用

以低密度聚乙烯(LDPE)和线型低密度聚乙烯(LLDPE)为主体树脂制备PE膜,利用白色母粒、抗老化母粒和氟化聚烯烃(PPA)母粒作为改性母粒,对聚乙烯(PE)膜内层中层和外层进行组分设计,研究了PE膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合粘接强度、PE膜与聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)热压复合强度、PE膜在光伏背板中耐紫外老化性能和耐高温高湿老化性能。结果表明,PE膜内层组分中抗老化母粒质量比为100∶6时,PE/PET复合粘接强度为8 N/10mm。外层组分中抗老化母粒质量比为100∶3,PPA母粒质量比为100∶1时,PE/EVA热压复合强度为85 N/10mm。中层组分中抗老化母粒质量比达到100∶6时,PE膜耐紫外辐照量达到120 k W·h/m~2,耐高温高湿老化时间达到3 000 h。     

聚乙烯管材发生慢速裂纹增长的影响因素及对策

耐慢速裂纹增长性能是提高聚乙烯（PE）管材耐用性的关键因素。文章综述了PE管材发生慢速裂纹增长的机理和影墒因素,最后给出了提高PE管材耐慢速裂纹增长性能的改进措施。     

PE100级管材专用树脂的结构和性能

对两种采用不同工艺生产的PE100级管材专用树脂(分别记作树脂A和树脂B)进行了结构剖析和管材加工性能评价。结果表明:与树脂A相比,树脂B的共聚单体含量少,重均分子量大,相对分子质量分布略窄,结晶度高,零剪切黏度高,熔体强度大;相同加工温度条件下,树脂A的加工流动性好,树脂B的抗熔垂性好;两种树脂所制管材的静液压强度、耐慢速裂纹增长性能与耐快速裂纹扩展性能均满足国家标准要求。     

PE 100级管材专用树脂的开发

介绍了PE100级管材专用树脂的开发历程及等级认证结果;研究了管材专用树脂的常规性能、加工性能及短期静液压强度。结果表明：开发的2种管材专用树脂的应力置信下限值分别为10．261MPa和10．446MPa．达到PE100级,两者的加工性能均好。DGDB 2480 HBK的耐慢速裂纹增长性能超过500h．短期静液压强度达到GB 15558．1～2003要求,可用于PE100级燃气管的生产。     

聚乙烯管材SCG性能评价及寿命预测论述

管材的慢速裂纹萌生和扩展至管材破坏的时间是评价管材使用性能的一项重要指标。随着原材料性能的提高,聚乙烯(PE)管材抗裂纹萌生和耐慢速裂纹扩展的能力大幅提高。优异的PE100 RC管材在FNCT、PENT等实验评价方法下,测评时间均超过15000 h。PE管慢速裂纹评价方法普遍存在实验条件复杂、重复性差等问题,严重制约了PE管材的开发进程。对此,国外学者提出了更简洁快速的评价方法——循环载荷缺口圆棒(CRB)法。文章着重论述了,循环载荷CRB法对管材SCG性能及管材寿命预测的评价,同时,论述了几种管材性能评价方法的相关性。最后,指出了循环载荷CRB方法后续用作其他塑料管评价的研究方向。     

基于应变硬化模量的PE材料耐SCG性能加速评价方法

慢速裂纹扩展(SCG)作为影响聚乙烯(PE)管用材料设计使用寿命最重要的脆性失效模式,一直以来都是作为评价PE材料耐失效性能重要的指标之一。详细介绍了基于应变硬化模量的PE材料耐SCG性能加速评价方法,通过分析不同牌号、不同专用树脂的PE材料应变硬化模量,实现PE材料耐SCG性能的加速评价;并与传统管材切口试验进行比较,结果显示该方法的评价周期能从原来的几千小时缩短至几小时,并且可以区分不同牌号PE材料的耐SCG性能的细微差别,评价结果相对于传统管材切口试验更加准确。