PE100级管材树脂HDPE 7600M流变表征方法

在分析PE100级管材专用进口树脂流变性能的基础上,利用零切黏度对相对分子质量特别是高相对分子质量级分的敏感性和毛细管流变曲线上高剪切速率区域剪切黏度对剪切变稀行为较敏感的流变特性,针对高密度聚乙烯7600M建立了分析加工流动性的方法。应用该方法对比分析了7600M与PE100级管材专用进口树脂的加工流动性,结果表明,7600M树脂的加工流动性达到了北欧化工PE100+树脂的水平。     

分子结构对双峰管材专用树脂流变性能的影响

对3种双峰聚乙烯管材专用树脂进行了结构性能及毛细管流变行为、拉伸流变行为的研究。结果表明:双峰管材专用树脂熔体流动速率低(0.23～0.25 g/10 min),结晶性能好(熔点128℃以上,结晶温度115℃以上,结晶度大于65%),相对分子质量分布宽。不同管材专用树脂的结构差异决定了其流变加工性能。少量低相对分子质量尾端组分对挤出流变行为的影响显著,可以降低低剪切速率下的黏度和压力。提高高相对分子质量组分所占比例,比增大高相对分子质量组分的相对分子质量大小对提高熔体强度的效果更明显。     

PE100级管材专用树脂性能研究

分析了高密度聚乙烯(HDPE)管材专用树脂DGDB 2480H及典型双峰PE 100级管材专用树脂的性能。两者的力学性能相当;DGDB 2480H具有较低的剪切黏度,有利于管材的加工成型,熔体强度为1.05 MPa,与国产及进口管材专用树脂相当,比普通HDPE大,有利于大口径管材的挤出。     

HDPE管材专用树脂的流变性能

应用动态流变仪、毛细管流变仪和转矩流变仪,对新型双峰高密度聚乙烯(HDPE)管材专用树脂 6380 M进行流变性能测试分析,并与国内外相同压力等级的HDPE管材专用树脂进行比较。结果表明,6380 M的各种流变性能与进口管材专用树脂相当,而与单峰HDPE管材专用树脂相比具有弹性模量低、零切黏度低、拉伸黏度低的流变特性,从而对其加工性能产生影响。6380 M流动性好,其临界剪切速率高,但熔体强度不及单峰HDPE。     

PE100管材专用聚乙烯树脂的分子结构

通过基础性能测试、相对分子质量分布测试、力学性能测试、连续自成核退火分级测试和旋转流变测试,对3种PE100级管材专用树脂的分子结构进行了研究。结果表明:利用双釜串联淤浆工艺生产的PE100级树脂其低相对分子质量组分较多,相对分子质量较小,共聚单体含量高,短支链多,性能相对较差;利用多釜串联淤浆工艺生产的PE100级树脂与利用环管淤浆工艺生产的PE100级树脂性能较为优异,相对分子质量及其分布、支化程度以及片晶的厚度都较为合理。     

釜式法淤浆工艺生产的PE100级管材专用树脂的性能

采用相同的催化剂,不同的乙烯淤浆聚合工艺生产PE100级管材专用树脂,并研究了两种树脂的相对分子质量及其分布、共聚单体含量及其分布、结晶性能、力学性能、流变性能。结果表明:两种树脂的相对分子质量分布、结晶性能、流变性能相当;采用CX工艺生产的PE100级树脂的机械强度较好,主要是因为树脂的相对分子质量较大,而采用Hostalen工艺生产的PE100级树脂的韧性较好,主要是由于1-丁烯更多地插入到大分子链段中,有利于树脂在结晶过程中形成链缠接;采用CX工艺生产的树脂的熔体强度略好于采用Hostalen工艺生产的树脂。     

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。     

PE100级管材专用树脂的组成与流变性能

采用高温凝胶色谱仪、升温淋洗分级仪和旋转流变仪,研究了PE100级管材专用树脂的相对分子质量及其分布、化学组成及其对耐环境应力开裂性和加工性能的影响。结果表明:PE100级管材专用树脂的重均分子量约为20.0×10~4,相对分子质量分布约为18.0;组成按淋洗温度可分为3个组分(25~40,40~96,96~110℃);双峰PE100级管材树脂的零切黏度约为5.00×10~5 Pa·s,而单峰PE100级管材树脂约为1.00×10~6 Pa·s。     

管件专用HDPE的结构与性能

采用差示扫描量热仪、凝胶渗透色谱仪、转矩流变仪研究了管件专用高密度聚乙烯(HDPE)的结构特点、力学性能和加工性能。结果表明:管件专用HDPE的相对分子质量及其分布介于PE100级和PE80级管材专用HDPE之间,晶片规整性更好,熔体流动速率接近PE80级管材专用HDPE,密度和刚性接近PE100级管材专用HDPE,分子链致密度较好,加工稳定性好于采用相同聚合工艺生产的管材专用HDPE。     

中空容器专用HDPE树脂的结构与性能

分析了进口和国产中空容器专用高密度聚乙烯树脂的基本性能、毛细管流变性能、动态流变性能、熔体强度。结果表明:进口树脂具有相对分子质量分布较窄、支化度较高、耐环境应力开裂性能优异的特点;相对分子质量分布较宽的国产树脂由于高相对分子质量尾端含量高而具有较高黏性、较低弹性,高剪切速率下黏度大,熔体可拉伸性能不如进口树脂。     

Hostalen ACP工艺装置上采用SEL催化剂生产的PE100级管材专用树脂的性能北大核心

首次在420 kt/a Hostalen ACP淤浆法聚乙烯工艺装置上进行了国产SEL催化剂的工业应用试验,生产了PE100级管材专用聚乙烯23050(记作SEL树脂),并与采用参比催化剂生产的23050(记作参比树脂)进行比较。结果表明:SEL树脂的重均分子量略大而相对分子质量分布略窄,熔融温度、结晶度、密度略高;SEL树脂的刚性指标较参比树脂高,而冲击强度略低;SEL树脂的流变性能和加工性能优于参比树脂,所生产的管材耐压等级达到PE100级的要求,可以用于制作大口径管材和大型容器等。     

不同工艺生产的高耐压等级管材专用HDPE的结构与性能

对比了采用不同工艺生产的高耐压等级管材专用高密度聚乙烯(HDPE)的结构与性能。结果表明:采用淤浆工艺生产的HDPE的相对分子质量分布较宽且呈双峰,在生产高耐压等级管材及大口径管材方面有优势;采用气相工艺生产的单峰HDPE的相对分子质量分布较窄,影响其长期使用性能,尤其在等级升级上存在困难;采用气相工艺生产的双峰HDPE所用催化剂为茂金属双活性中心催化剂,树脂的相对分子质量分布较窄,低相对分子质量组分含量较低,但其较厚晶片含量最高,长链支化最多,两者互补使其性能接近PE100+级水平。从催化剂及聚合工艺两方面研究,采用气相工艺生产的双峰HDPE的耐压等级上升空间很大,应该能够达到或超过PE100+级的水平。     

氟弹性体对聚乙烯流变性能的影响

采用毛细管流变仪和熔体拉伸流变仪对添加不同氟弹性体助剂后PE100级基础树脂的毛细管流变行为和拉伸流变行为进行了测试和分析。毛细管流变结果表明:两种氟弹性体对PE100级基础树脂均具有良好的改性效果。在低剪切速率下,添加氟弹性体后试样的黏度小于未添加的,且流动性增加。当剪切速率过高时,两种氟弹性体对产品黏度的改变差异不明显。拉伸流变研究表明:在拉伸速率比较小时,添加氟弹性体后试样的熔体强度大于未添加的,具有良好的加工性能,且国产氟弹性体ZZR30C的改性性能可以达到进口5924的标准。     

管件专用PE100级树脂的工业开发

通过研究参比树脂性能,确定了管件专用PE100级聚乙烯的结构特点:熔体流动速率、韧性接近PE80级树脂,密度、刚性接近PE100级树脂,抗热氧老化体系与PE80级、PE100级树脂一致,片晶相对较薄,系带分子缠结效果较好,小分子峰型较为靠右且峰面积较大,大分子峰型较为靠左。通过工业化生产、工艺调整保证了产品质量。结果表明:TUB121N3000M的熔体流动速率较高,相对分子质量分布较窄,力学性能优于参比树脂;制品的相容性试验、静液压试验、剥离试验和快速开裂试验全部通过测试,符合PE100级标准要求。     

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。     

复合膜用低密度聚乙烯的结构及加工性研究

研究了低密度聚乙烯(LDPE)2426F复合膜用树脂的分子结构、流动性能及加工性能。结果表明:LDPE2426F具有较高的相对分子质量、相对分子质量分布适中;在流变试验中,温度较低时,熔体黏度对剪切速率的敏感性较强,随剪切速率和温度的提高,熔体黏度对剪切速率的敏感性减弱,通过控制剪切速率可使膜泡加工稳定;薄膜的力学性能随加工温度和吹胀比的不同而变化。     

PE100级管材专用HDPE树脂的开发

采用 Innovenes 工艺,双环管淤浆法,1-已烯为共聚单体开发生产了 PE100级管材专用高密度聚乙烯(HDPE)树脂PN049-030-122,分析了其结构、力学性能及加工应用情况,并与国内外同类产品进行了对比.HDPEPN049-030-122的熔体流动速率为0.290～0.300 g/10 min,密度为0.949g/cm3,拉伸弹性模量达1 100 MPa以上,简支梁缺口冲击强度大于30 kJ/m2,各项性能达到指标要求,相对分子质量分布曲线呈双峰.     

聚对苯二甲酸丙二醇酯的热降解性能

采用了旋转流变仪、凝胶色谱等仪器对聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的热降解性能进行了研究。研究表明:随着时间的延长,PTT熔体的相对分子质量和熔体黏度明显下降,而相对分子质量分布没有明显变化;随着温度的升高,PTT熔体的降解速度明显增大;在不同剪切速率下,两种国外PTT熔体的热降解速率基本相同;PTT相对分子质量越高,越易发生热降解。     

耐热聚乙烯标准的发展及应用领域研究

通过分析GB/T 28799—2012《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》,研究了Ⅰ型及Ⅱ型PE-RT管材应用领域。应用于供60℃热水、地板下供热和低温暖气时,Ⅰ型和Ⅱ型PE-RT管材均满足使用要求;应用于供70℃热水和较高温暖气时,Ⅱ型PE-RT管材的耐长期静液压强度突出,显著优于Ⅰ型管材。结合凝胶渗透色谱、毛细管流变及密炼等表征4种市售典型PE-RT的结构及加工性能,分析影响Ⅱ型PE-RT管材耐热性能的原因。结果表明:Ⅱ型管材专用PE-RT的熔体流动速率较低,密度和拉伸屈服应力较高,相对分子质量分布较宽,有较明显的大分子拖尾,其熔体强度较高,对剪切速率更敏感,适合生产大口径的管材。     

高密度聚乙烯薄膜流变性能的研究

考察了4种HDPE薄膜料的流变性能。结果表明:4种HDPE薄膜料的熔体均为非牛顿流体,在一定范围内表现为假塑性流体特性,即:表观剪切黏度随剪切速率的增大而降低。HDPE膜料的流动指数随着温度的升高而增大,熔体的非牛顿性减弱。4种薄膜料的黏流活化能随着剪切速率的增大呈升高的趋势。7000F对剪切速率及温度都较为敏感;J50-08对温度敏感,加工时可用温度调节其熔体黏度。在210℃,J50-08的熔体强度最小,加工效率最高;F00952的熔体强度最大而加工效率最低。