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高密度聚乙烯管材性能的研究
《上海塑料》2013年第2期(总第162期)
高密度聚乙烯管材性能的研究
吴春霜2,金丽晓'2,张贵棉
(1.中国石油独山子石化分公司新疆独山子833600;
新疆橡塑材料重点实验室新疆独山子833600)
摘要对不同类型催化剂生产的高密度聚乙烯管材料HD4801-1、HD4801-2进行性能分析。试验表
明:HD4801-1的相对分子质量、熔体强度、氧化诱导期大于HD4801-2的,但剪切黏度小于
HD4801-2的,HD4801-1的加工性能优于HD14801-2的。
关键词催化剂;聚乙烯;管材;性能
中图分类号:TQ320.6
文献标志码:A
文蕈编号:1009-5993(2013)02-0047-05
Research on the Performance of High Density Polyethylene Pipe
WU Chun-shuang, JIN Li-xia01, ZHANG Gui-mian
( 1. Dushanzi Petrochemical Company, Petro China, Dushanzi 833600, China;
2. Xinjiang Key Laboratory of Rubber-plastics Material, Dushanzi 833600, China)
Abstract: The performance of polyethylene tube resin HD 1801-1, HD 4801-2 by using different catalysts
was studied and compared with the mechanical property. The experiments show that the relative molec-
ular mass and melt strength and oxidation induction time of HD 4801-2 is lower than that of HD 4801-1
but the shear viscosity of HD 4801-2 is inferior to HD 4801-1.The processability of HD 4801-1 is ex-
celled than that of HD 4801-2
Key words: catalyst; polyethylene; tube resin; performance
0前言
1实验
高密度聚乙烯(HDPE)管材料由于其具有密
测试方法
度低、强度高、脆化温度低、初性好、耐腐蚀、绝缘性
熔体强度测试采用嫆体强度测试仪法,即拉伸
好、易着色、易于施工和安装等特点,被广泛用于测力法。实验装置包括毛细管流变仪和熔体强度
给水管、燃气管、换衬管、海水排泄管和工业用管等测试仪。试料在毛细管流变仪料筒中在一定的温
髙端管材领域,已成为发达国家和地区在给水管道度下熔融,通过毛细管口模被柱塞均匀挤出;熔体
和燃气管道上的首选产品。独山子石化分公司用料条向下落入一组反向旋转的夹辊中,夹辊以恒定
2种不同类型的催化剂生产高密度聚乙烯管材料的加速度转动拉伸熔体料条,拉伸力不断增大,直
HD4801EX,我们对不同催化剂生产的管材进行至熔体断裂。此时熔体断裂所受的力定义为“熔体
性能分析。
强度”。
材料的流变性能采用毛细管流变仪测试。L
D:20/2,压力传感器:0.14MPa,预热时间:360s
收稿日期:2013-06-18
作者简介:吴春(1970-う,女,高级工程师,主要从事塑料原材料筒3段温度一致,浏试温度分别为190℃、220
料的研究。
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高密度聚乙烯管材性能的研究
《上海塑料》2013年第2期(总第162期)
熔体流动速率按照GB/T3682-2000《热塑模量略高于HD4801-2的。这对于生产埋地管非
性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的常有利
测定》执行。
冲击强度是反映产品韧性的一项重要指标。
1.2设备及仪器
在表1中,HD4801~1的冲击强度略低于HD
熔融指数仪6840.00意大利 Ceast公司;熔4801-2的。这与拉伸断裂伸长率的结果一致。
体强度仪 Rheotens71.97德国G6 ttfert公司;毛
聚乙烯管材可以用于给水管、燃气管及排水排
细管流变仪Rheo- Tester2000德国 Gottfert公污管等。在使用过程中流体温度是变化的,因此,
司。凝胶色谱仪GPC2000型美国 Waters公必须保证管材受热后不变形。从表1可知:HD
司;差示扫描量热仪822 Mettler
4801-1的热变形温度比HD4801-2的高约4.6
实验材料
C,而热变形温度的差异与结晶度有关。
实验用原料为独山子石化公司用不同催化剂2.2相对分子量及相对分子质量分布
生产的高密度聚乙烯管材料HD4801EX。将不同
采用美国 Waters公司GPC2000型凝胶色谱
催化剂生产的原料记为HD4801-1,HD4801-2。、仪测试试样的相对分子质量及相对分子质量分布。
测试温度135℃,溶剂为邻二氯苯,利用PS标样所
2结果与讨论
得标定曲线将保留体积转换成相对分子质量。
2.1物性指标
种HDPE的相对分子量及相对分子质量分布,如
聚乙烯管材长期使用需确保管材在不发生脆表2所示。
性破坏的前提下,防止其发生韧性破坏。可用管材
表2HDPE管材的GPC测试结果
料的物性指标作为评价管材料的基础。不同催化
项目
M
剂生产的HDPE管材的物性指标,如表1所示。
HD4801-1117492228061574272399529818.96
表1HDPE管材的物性指标
HD4801-2100682167781515387395381221.53
顶目HDf801
HD4801-2
从表2可见:HD4801-1的Mn、Mw、Mz、Mz+1
嫆体流动速率
均大于HD4801-2的。这也解释了HD4801-1的
(g?10mini
弯曲模量及屈服强度大于HD4801-2的原因。
密度/(gcm-3)
0.9476
0.9478
2.3热性能
拉伸屈服强度/MPa
26.4
25.6
将HD4801EX消除热历史后,以20℃/min
拉仲断裂标称应变/%
888
速率降温,再以20℃/min速率升温得到的DSC
弯曲模量/MPa
1144
1087
数据,如表3所示。
Charp冲击/(kJ?m-2)
表3HDPE管材的DSC数据
热变形温度/℃
66,6
熔融/℃
结晶/℃
产品
Tonset Tmp Tend Tonset Tcp Tend结晶度,%
从表1可看出:HD4801-1的拉伸屈服强度略
HD4801-1120.2134.0147.3119.0112.094.864.5
高于HD4801-2的,其断裂伸长率较HD4801
HD4801-2120.6131.4145.5119,4114.19