基于应变硬化模量方法评价聚乙烯管材耐慢速裂纹增长性能研究进展

概述了聚乙烯（PE）管材3种典型失效破坏模式（韧性破坏、脆性破坏、热氧老化破坏）,简述了慢速裂纹增长的分子机理和断裂力学机理,详细介绍了应变硬化模量（SH）方法的测试原理和试验过程,介绍了目前SH法测试与材料微观结构相关性的研究进展,综述了国内外关于SH法评价管材耐慢速裂纹增长性能的可靠性研究以及应用SH法评价材料耐环境应力开裂性能的研究进展,并对应用SH法在控制产品质量方面提出展望。     

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。     

聚烯烃管材耐慢速裂纹增长性能的快速评价方法研究进展

比较了几种用来快速评价聚乙烯管材耐慢速裂纹增长(SCGR)性能的关联参数,如应力强度因子、裂纹增长初始时间、裂纹加速段初始速率、自然拉伸率、应变硬化模量、单层片晶表面积、系带分子主要结构参数(PSP2)、缠结相对分子质量等,并剖析了这些参数与聚烯烃管材SCGR性能的相关程度。其中,应变硬化模量,PSP2与聚乙烯管材的SCGR性能关联性较好,这些可以为新型管材专用树脂的研发和性能评价提供参考。     

聚乙烯管材料抵抗慢速裂纹扩展性能研究

研究了共聚单体的种类、含量以及相对分子质量、共聚单体支化链在主链上的分布等因素对聚乙烯管材料抵抗慢速裂纹扩展(SCG)性能的影响。结果表明,己烯共聚聚乙烯管材料较丁烯共聚聚乙烯管材料具有更好的SCG抵抗性能;共聚单体摩尔百分含量从0.35增加至0.86,聚乙烯管材料发生慢速裂纹破坏时间可从150h增加至4000h以上;增大聚乙烯管材料的相对分子质量,可提高材料的SCG抵抗性能;共聚单体在主链上的分布对于聚乙烯管材料的SCG抵抗性能有重要影响,分布均匀、两支化链之间距离较长的聚乙烯管材料较分布不均匀、有较多相对距离较短的支化链的聚乙烯管材料具有更优异的SCG抵抗性能。     

温度梯度对聚乙烯耐慢速开裂性能的影响

通过调控温度梯度得到含取向球晶的聚乙烯(PE)试样,研究取向球晶结构对PE耐慢速开裂性能的影响。结果表明:在温度梯度作用下,PE球晶呈椭圆形,片晶沿温度梯度方向取向生长。当温度梯度下制备的试样受到轴向应力作用,取向晶片垂直于受力方向,易发生晶片层间破坏,导致其耐慢速裂纹开裂性能降低。随温度梯度增加,取向球晶增多,耐慢速开裂性能下降更明显。     

管材树脂耐慢速裂纹增长性能快速评价方法

介绍了评价管材料耐慢速裂纹增长性能的3种实验方法:管材切口实验、全切口蠕变实验和宾夕法尼亚州切口实验的研究进展情况,并对3种方法进行深入分析和对比,可为管材料的研究和性能评价提供参考.     

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。     

聚乙烯材料耐慢速裂纹扩展性能与微观结构相关性研究进展

从微观层面讨论了系带分子链的数量、相对分子质量及其分布、短支链含量及其分布和片晶厚度等单个与多个微观结构参数与聚乙烯（PE）材料耐慢速裂纹扩展（SCG）的相关性。结果表明,对单个微观结构参数来说,相对分子质量及其分布、短支链含量及分布与PE管材的耐SCG性能之间有更加明显的相关性;对多个微观结构参数组成的结构参数,能够很好地测量PE的耐SCG性能。     

聚乙烯管材热熔对接接头抵抗慢速裂纹扩展性能评价

采用应变硬化试验(SH)对不同焊接工艺下的聚乙烯管材热熔对接接头抵抗慢速裂纹扩展（SCG）性能进行评价。通过建立焊接温度梯度（190~250 ℃）、焊接压力梯度（0.6~1.4 MPa）和吸热时间梯度（40~140 s）试验,分析在不同焊接工艺参数条件下,不同聚乙烯管材热熔对接接头耐SCG性能的变化规律,探索冷焊及过焊2种典型缺陷对管材接头耐SCG性能的影响。结果表明,焊接温度、焊接压力和吸热时间都是影响管材热熔对接接头耐SCG性能的重要工艺参数,试验测得PE100, d_n110, SDR11型管材的最佳焊接参数为焊接温度230 ℃,焊接压力1 MPa及吸热时间100 s,当焊接参数选取过高或过低时,会造成管材接头出现过焊或冷焊缺陷,降低管材接头的耐SCG性能。     

基于循环载荷法评价聚乙烯管材性能的可靠性研究

为研究循环载荷法对加速表征聚乙烯（PE）管材耐慢速裂纹扩展（SCG）性能的可靠性,对5种不同等级的PE管材采用循环载荷缺口圆棒（CRB）试验和全切口拉伸蠕变（FNCT）试验的方法对其耐慢速裂纹扩展性能进行评估,同时对其试验结果进行相关性分析。此外,通过测量PE管材的分子量及其分布、结晶度和片晶厚度等高分子材料参数进一步佐证所选PE管材耐慢速裂纹扩展性能的优劣,进而验证CRB试验方法的可靠性。结果表明,循环载荷CRB试验方法不仅能可靠有效评估PE管材的耐SCG性能,且相比FNCT试验方法,其试验所需时长更短及试验条件要更贴近实际使用工况。     

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。     

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。     

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。     

数值模拟分析法在聚乙烯压力管道耐快速裂纹扩展现象中的应用

为避免聚乙烯压力管道在使用的过程中发生快速裂纹扩展现象（RCP）引起重大事故,可采用数值模拟分析方法来研究RCP,介绍了有限元法、有限体积法、有限差分法、最小二乘法这4种数值模拟分析方法的特点及其在RCP研究中的应用。认为这4种方法为国内外所常用,可为聚乙烯压力管道止裂性能的研究提供了重要依据。     

聚乙烯管材快速裂纹扩展的影响因素及评价方法

重点介绍了影响聚乙烯塑料管材快速裂纹扩展的主要因素,阐述了聚乙烯塑料管材快速裂纹扩展的评价方法。     

试样厚度对聚乙烯拉伸性能的影响

通过对不同厚度聚乙烯试样的拉伸试验进行分析.结果表明,试样厚度对聚乙烯的强度、应变、拉伸模量均有较大影响,对单位面积的屈服吸收能没有影响;现有塑料制品设计中,材料的拉伸性能和制品厚度为独立参数的做法存在隐患.     

振动挤出对HDPE管材耐慢速裂纹增长性能的影响

使用自制的电磁动态塑化挤出机挤出高密度聚乙烯(HDPE)管材。对稳态挤出和振动挤出的HDPE管材耐慢速裂纹增长性能进行了测试。采用DSC、WAXD分析研究了振动力场对HDPE管材耐慢速裂纹增长性能的影响。结果表明:振动挤出的HDPE管材结晶度提高,熔点升高,晶片变厚,晶粒尺寸变大,结晶完善,耐慢速裂纹增长性能提高。     

聚乙烯管材耐慢速裂纹增长性能研究进展

简要介绍了聚乙烯管材发生慢速裂纹增长(SCG)的机理,并详细介绍了影响聚乙烯管材耐SCG性能的影响因素,包括系带分子(TMs)、界面相和无定形相的活动性,以及聚乙烯管材专用料的研发和熔融加工过程中的结构与形态控制研究。