热老化对恒定内压下PE管材性能的影响

为了研究热老化对恒定内压作用下的PE管材结构和性能的影响,在80℃水浴环境中对聚乙烯管进行了长期压力测试,通过力学性能测试、热重试验、DSC测试以及衰弱全发射红外光谱试验,分析了老化过程中管材的结构和性能变化。结果表明,在老化过程中,随着老化时间的增加,PE管材抗氧化剂逐渐被消耗,2 200 h时,老化管材的氧化诱导期降低至原始管材的73. 1%;随着老化时间的延长,管材表面发生氧化,产生了羰基(—CO)与羟基(—OH)等含氧基团。热老化使PE分子链发生了以交联为主的化学反应,导致管材的热稳定性上升。结晶度增加、分子链交联以及管材表层氧化等,导致拉伸强度略有提升,而管材的断裂伸长率和冲击强度分别下降了27. 5%、28. 9%。     

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。     

橙色管材专用PE100级树脂的开发

以通过PE100级认证的管材专用高密度聚乙烯(牌号为TUB121N3000)为基体,紫外光老化和热氧老化时间为核心评价指标,开发出性能优异的橙色管材专用PE100级树脂。结果表明:橙色母料2544或2029B用量为最小单位用量的2倍,受阻胺光稳定剂、紫外光吸收剂、复合抗氧剂质量比为2∶3∶4时,制备的橙色管材专用PE100级树脂的氧化诱导时间大于30 min,颜料分散级别小于2级,紫外光老化2 000 h后色差小于3,烘箱老化后断裂标称应变保留率大于50%。     

受阻酚类抗氧剂在PE100管材专用树脂中的性能研究

通过氧化诱导期(OIT)和长时间老化下的羰基指数(CI)的评价,考察抗氧剂1010和抗氧剂1330在PE100管材专用树脂中的抗氧化性能,重点考察了两种抗氧剂在不同溶剂体系下的抗迁移性。结果表明:抗氧剂1010在PE100管材专用树脂中的抗氧化性能优于抗氧剂1330;抗氧剂1010和抗氧剂1330在正己烷体系下的抗迁移性最差,在蒸馏水和乙醇水体系中抗迁移性较好;在热水环境中,抗氧剂1010的抗迁移性不及抗氧剂1330。在工业应用中应根据管材用途选择适宜的抗氧剂类型。     

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）测量了管材和接头的氧化诱导时间（OIT）。结果表明,随着老化时间的延长,接头的烯烃和羰基吸收峰强度高于管材,光氧老化程度加剧;随着温度和老化时间的增长,管材和接头的OIT不断降低,在同等条件下,管材的OIT高于接头;基于动力学曲线线性化方法拟合OIT和自然太阳光与荧光紫外灯辐照量关系,提出的PE?HD管材管件自然光老化的寿命预测模型显示,常温下暴露在自然环境下的接头的寿命比管材缩短了33.76 %。     

抗氧剂对聚乙烯光降解膜结构及性能的影响

采用紫外光加速老化的方法研究了抗氧剂1010对聚乙烯(PE)光降解膜的影响,并通过红外光谱、紫外光谱分析和拉伸性能测试对老化前后的薄膜的结构和性能进行了研究。结果表明,抗氧剂1010能抑制PE的光氧化降解,且导致薄膜光降解过程中羰基化合物的生成量和类型减少;添加抗氧剂1010的光降解薄膜降解的诱导期延长,PE光降解膜紫外照射3 d后其断裂伸长保留率小于80 %,而添加0.3 %（质量分数,下同）抗氧剂1010的PE光降解膜照射4~5 d后其断裂伸长保留率小于80 %。     

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。     

新型光降解体系对光/生物降解薄膜光降解行为的影响

研究了由光敏剂硬脂酸铁和抗氧剂 10 76组成的光降解体系的光 /生物双降解聚乙烯薄膜在紫外灯辐照下的断裂伸长率保留率、分子量、脆化期、诱导期等的变化规律。结果表明 ,硬脂酸铁具有促进光降解和抑制交联的双重作用 ;抗氧剂 10 76对薄膜光降解作用的影响没有硬脂酸铁显著 ;由它们组成的光降解体系具有较好的时控光降解效应 ,能使薄膜诱导期在较大时间范围内调控     

氧化诱导期法评价聚烯烃管材的抗热氧稳定性

采用氧化诱导期（OIT）法探讨了聚烯烃管材在加工过程中的降解反应及其影响因素，对交联聚乙烯管材进行4点温度OIT测试，并分析在所拟合的直线方程中与抗氧剂损耗活性相关的斜率对热氧稳定性的影响，同时外推使用温度下的热氧寿命，并以95℃热水浸泡后200℃时的OIT保留率作为辅助手段，找出内在关联，建立评价方法。     

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。     

新版PE给水管材管件标准关于氧化诱导时间的测试研究

热氧稳定性直接影响到聚乙烯给水管材的使用寿命,而氧化诱导时间是评价聚乙烯给水管材热氧稳定性的一项重要指标。新版标准GB/T 13663.2-2018将氧化诱导时间的试验温度由200℃提高至210℃,试验数量改为3个,试验结果取最小值。本文通过选取四个不同厂家生产的PE给水管材管件样本研究了新标准中温度提升对氧化诱导时间的影响,实验结果表明210℃测得的氧化诱导时间只有200℃的40%,甚至更低。新版标准简化了制样流程,缩减了试验次数,节约了2/3的时间。新标准的更改提醒PE给水管材管件的生产厂家应关注并提升自身产品性能,及时调整配方以符合新标准中氧化诱导时间的要求。另外发现适当降低样品量可以在保证实验结果准确的前提下,避免PE80管件样品溢料、污染测试平台。     

辛烯共聚地暖管专用料抗氧体系优化研究

介绍了耐热聚乙烯管材PE-RT树脂抗氧剂筛选,在溶剂中溶解度,借助DSC分析仪器,对国内外PE-RT树脂进行氧化诱导期测试,对比分析这些树脂的抗氧化性能,提出地暖管产品优化方案,生产结果表明,抚顺石化辛烯共聚耐热聚乙烯管材树脂氧化稳定性较好。     

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。     

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。     

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。     

优化赫斯特工艺操作提升PE100级管材产品质量

介绍了中国石油吉林石化公司30万t/a高密度聚乙烯装置提升PE100级管材产品JHMGC100S质量情况。通过优化赫斯特低压淤浆法中催化剂制备和聚合等生产工艺,指出关键参数熔融指数、熔流比和密度的调整思路,使产品熔融指数稳定性、拉伸屈服应力、拉伸断裂标称应变、简支梁冲击强度等重要指标不断提升,逐步解决PE100级管材产品氧化诱导期不稳定、加工性能差、内壁有麻点、拉伸屈服强度不够和个别批次静液压实验通不过等诸多难题。     

抗氧剂在聚丙烯中的应用研究

采用多次挤出的方法和氧化诱导期(OIT)方法考察了抗氧剂对聚丙烯热氧稳定性的影响,测定了各次挤出试样的熔体流动速率(MFR)、黄度指数(YI)、力学性能以及氧化诱导期(OIT)。实验结果表明:添加由主抗氧剂1010和辅抗氧剂168组成的复合抗氧剂后聚丙烯的熔体流动速率(MFR)、黄度指数(YI)、拉伸强度和冲击强度、氧化诱导期(OIT)与未添加抗氧剂的聚丙烯相比降低明显减缓,说明抗氧剂可有效抑制聚丙烯的老化,延长其使用寿命。     

抗氧剂和光稳定剂对PE-LLD紫外光老化的稳定作用

研究了抗氧剂1010、168与光稳定剂622对线形低密度聚乙烯（PE-LLD）抗紫外光老化性能的影响,并通过拉伸性能测试和凝胶渗透色谱等手段对PE-LLD老化前后的拉伸性能、相对分子质量及其分布进行了研究。结果表明,纯PE-LLD经紫外光老化3 d后,其断裂伸长率保留率就降低到50 %以下;单独添加0.15份抗氧剂1010、168或光稳定剂622,PE-LLD的断裂伸长率保留率分别在紫外光老化7、6和15 d后降低到50 %以下;抗氧剂1010、168与光稳定剂622复配使用时,可显著提高PE-LLD的抗紫外光老化性能,具有明显的协同效应。     

聚乙烯原料对高密度聚乙烯土工膜性能的影响

本实验采用吹塑成型工艺,以不同牌号的聚乙烯(PE)树脂为原料生产2 mm厚度双光面高密度聚乙烯(HDPE)土工膜,研究PE原料对HDPE土工膜性能的影响。结果表明:中密度聚乙烯(MDPE)土工膜综合性能优异,主要是由其特有的分子结构(如分子量分布双峰性、α烯烃长支链)所决定的;不同PE原料氧化诱导时间不同,可通过调节含抗氧剂色母料(或抗氧剂)的含量,使HDPE土工膜氧化诱导时间达到要求;HDPE土工膜在焊接时应根据PE材质的不同而选择不同的焊接条件。