文/趙善達(dá) 廣東省茂名市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所 廣東茂名 525000

近幾年來，塑料管已經(jīng)逐漸普及到建筑和燃?xì)?、工業(yè)用管等領(lǐng)域。高密度聚乙烯管材由于其常規(guī)性能（耐腐蝕、韌性好、摩擦系數(shù)小、絕緣性能好）突出，被廣泛應(yīng)用于房產(chǎn)業(yè)中的燃?xì)夤芎凸┧?。PE100又稱為第三代聚乙烯管材專用樹脂，其相對分子質(zhì)量為其提供了優(yōu)良的加工性能和力學(xué)性能[1]。本文對PE100級管材專用樹脂的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。

1、實(shí)驗(yàn)

1.1 原料

需要準(zhǔn)備樹脂A、B原料，樹脂A需要選擇雙峰PE100級專用樹脂，并為BP-Solvey雙環(huán)管漿液法工藝制作；而樹脂B則需要選擇UCC低壓氣相工藝技術(shù)生產(chǎn)的專用樹脂。

1.2 性能測試

依據(jù)GB/T3682-2000相關(guān)規(guī)定，對熔體流動速率進(jìn)行測定；同時依據(jù)GB/T1040.2-2006規(guī)定對其拉伸性能進(jìn)行測定；按照GB/T-2008測試彎曲性能；按照GB/T1043.1-2008測試簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度；按照GB/T19466.6-2009規(guī)定內(nèi)容對氧化誘導(dǎo)時間進(jìn)行測定；按照GB/T15560-1995測試管材爆破；按照GB/T 6111-2003測試管材靜液壓強(qiáng)度。差示掃描量熱法：在180℃條件下對5～6mg試樣進(jìn)行消除熱歷史，按照每分鐘10℃的速度進(jìn)行降溫處理，直至達(dá)到30℃為止，保持2分鐘恒溫，然后進(jìn)行升溫處理，按照每分鐘10℃的速度，直至上升到180℃為止。凝膠滲透色譜：使用三氯本溶劑，通過三柱串聯(lián)，在160℃溶解10h，測試前進(jìn)行相同條件下的標(biāo)定和方向標(biāo)定。

2、結(jié)果討論

2.1 共聚單體及含量

將定量的共聚單體加入到產(chǎn)品中，從而保證其耐壓性能得以提升，結(jié)晶度達(dá)到要求，保證材料的剛性以及負(fù)荷變形性更佳。由表1可知，共聚單體含量對比，樹脂B＜樹脂A，支化點(diǎn)含量對比，樹脂B＝樹脂A，由此證明共聚單體有效接枝量類似。核磁共振的測試屬于宏觀支化度概念，在對共聚單體單體支化點(diǎn)進(jìn)行測定時，需要對其小分子鏈條數(shù)量、長分子鏈上接枝數(shù)量進(jìn)行測定。

表1 共聚單體含量及支化度

2.2 差示掃描量熱法分析

從表2結(jié)果中我們可知，樹脂A、B的氧化誘導(dǎo)時間都符合PE100級管材專用樹脂的標(biāo)準(zhǔn)，說明兩種試樣的抗氧化性能大致相同。另外，樹脂A的結(jié)晶度低于樹脂B，產(chǎn)生這種情況的主要原因是樹脂A、B使用的催化劑不同，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶行為差異現(xiàn)象。樹脂B中的高相對分子質(zhì)量部分要高于樹脂A。相對分子質(zhì)量大，大分子鏈之間的纏結(jié)度就越高，此時分子鏈中的內(nèi)旋轉(zhuǎn)就會受到限制，對鏈段的運(yùn)動會有影響，會影響分子鏈的堆砌，不利于聚合物的結(jié)晶行為。樹脂B的熔融溫度比較，熔程也比較寬，說明結(jié)構(gòu)中有大量的分子鏈或者是有較厚的晶片[2]。

表2 表示掃描量熱法數(shù)據(jù)分析

2.3 基本物性分析

從表3的結(jié)果中我們看出，樹脂A的熔體流動速率要高于樹脂B，而樹脂A、B的沖擊強(qiáng)度、斷裂拉伸相比，差異不大，由此說明其韌性相似；因?yàn)闃渲珹、B密度大致相同，但是相比于樹脂A，樹脂B的彎曲模量和彎曲應(yīng)力比較低，說明樹脂B的剛性＜樹脂A，這與原材料的結(jié)晶程度有一定關(guān)聯(lián)[3]。

表3 基本物性測試結(jié)果

2.4 熔體強(qiáng)度

熔體強(qiáng)度的變化與原料的相對分子質(zhì)量和分布有關(guān)系，當(dāng)溫度為205℃時，樹脂B的熔體強(qiáng)度為0.2551N明顯高于樹脂A的0.1291N。產(chǎn)生這種情況的主要原因是樹脂B的高相對分子質(zhì)量部分比較多，分子纏結(jié)程度較高，在實(shí)際加工大口徑的厚壁管材，熔體強(qiáng)度與材料抗熔垂性能成正比關(guān)系。因此，可以認(rèn)為樹脂A的抗熔垂性要低于樹脂B[4]。

結(jié)語：

與傳統(tǒng)的水泥管、金屬管比較，PE棺材的密度更低、韌性和耐化學(xué)品腐蝕性更好，加上施工安裝比較簡單，在供暖、工產(chǎn)品運(yùn)輸以及建筑給排水等領(lǐng)域應(yīng)用較多。PE100級及以上的高耐壓棺材專用樹脂以其耐慢速裂紋增長和耐快速裂紋擴(kuò)張性能的與優(yōu)越性受到了人們的關(guān)注。本次研究認(rèn)為，樹脂A的流動性更好，適用于加工直徑低于600mm以下的管材。而樹脂B的加工溫度較高，適用于加工厚度均勻、內(nèi)外壁光滑且口徑超過800mmd的厚壁管材。