辐射交联聚乙烯管原料选择分析

林文天　谭健

摘 要：介绍了辐射交联聚乙烯管原料的选择，从屈服强度、结晶度和熔体流动速率等方面测试、分析了原料选择的要求。

关键词：辐射交联；聚乙烯管；原料；管材

中图分类号：TQ325.1+2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0040-01

辐射交联聚乙烯管是交联管的一种，是先用管材挤出机挤出成型管材，再将其放置在辐照装置中，在一定剂量的射线作用下使聚乙烯完成交联的塑料管材，简称PE-Xc管。辐射交联聚乙烯管所用原料主要为北欧化工的HE2590和巴塞尔公司的Lupolen4261AQ416，在国内尚无石化厂家生产专用料。要在以上两个牌号之外的原料中试验出其是否符合生产PE-Xc管，需将原料加工成管材，并进行长时间的压力测试。这样做不但耗费时间，而且成本较高。本文主要从原材料的指标测试方面研究辐射交联聚乙烯管的选料。

1 实验部分

1.1 试验原料

HDPE 1#，中国石化茂名分公司；HDPE 2#，中国石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中国石化齐鲁分公司；HDPE 4#，中国石油独山子石化公司；HDPE 5#，福建联合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海壳牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海壳牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中国石化北京燕山分公司。

1.2 试验方法

取原料各200 g，以模压的方法制出厚度为2 mm左右的样品4个，2个裁成哑铃状进行拉伸测试，2个进行辐照交联（辐照剂量120 kGy），测试交联度。

取原料各50 g，进行熔体流动速率和结晶度测试。

各取原料若干进行挤管试验，在线监控壁厚，并取样测量管材尺寸。

1.3 测试方法

拉伸测试依照GB/T 1040的规定进行，交联度测试依照GB/T 18474的规定进行，熔体流动速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的规定进行，结晶度依照GB/T 19499的规定进行，管材尺寸依照GB/T 8806的规定进行。

2 结果与讨论

2.1 原料测试结果

2.3 屈服强度要求

根据聚乙烯管道的破坏形式判断，材料先形成颈状，继而发生断裂。因此，聚乙烯管材的强度是先由材料的屈服强度决定的——屈服强度越大，则弯曲模量越大，对管材的使用也会有一定的难度，所以，原料的屈服强度不是越大越好。通过查阅资料可知，北欧化工的HE2590屈服强度是20 MPa，巴塞尔的4261AQ416屈服强度是24 MPa。

2.4 结晶度对交联度的影响

交联度是辐射交联聚乙烯管的关键指标之一。交联聚合物的链间化学键阻碍了链的运动，提高了起耐热性。从表1中可以看出，结晶度越高，交联度越低。分析认为，聚乙烯是部分结晶聚合物，交联主要发生在无定形区，结晶度低则无定形区大，交联更容易，因此，结晶度低的聚乙烯材料交联度高。按国家标准GB/T 18992的相关规定，PE-Xc管的交联度要求是≥60%，而表1中结晶度大于65%的交联度未能达到此要求。

2.5 熔体流动速率对挤管的影响

熔体流动速率主要会对挤管特性产生影响，一种原料在生产过程中是否容易成型，主要是看该原料的熔体流动速率是否符合加工。由表1和表2对比可得出以下结论：熔体流动速率越大，挤出越不稳定，尺寸变化较大；熔体流动速率变小，挤出变差，表面粗糙。

3 结论

根据以上分析可知，辐射交联聚乙烯管材原料宜选择屈服强度在20～24 MPa，结晶度小于65%，熔体流动速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

参考文献

[1]崔小明.交联聚乙烯的生产应用及发展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孙逊.聚烯烃管道[M].北京：化学工业出版社，2002.

〔编辑：白洁〕

摘 要：介绍了辐射交联聚乙烯管原料的选择，从屈服强度、结晶度和熔体流动速率等方面测试、分析了原料选择的要求。

关键词：辐射交联；聚乙烯管；原料；管材

中图分类号：TQ325.1+2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0040-01

辐射交联聚乙烯管是交联管的一种，是先用管材挤出机挤出成型管材，再将其放置在辐照装置中，在一定剂量的射线作用下使聚乙烯完成交联的塑料管材，简称PE-Xc管。辐射交联聚乙烯管所用原料主要为北欧化工的HE2590和巴塞尔公司的Lupolen4261AQ416，在国内尚无石化厂家生产专用料。要在以上两个牌号之外的原料中试验出其是否符合生产PE-Xc管，需将原料加工成管材，并进行长时间的压力测试。这样做不但耗费时间，而且成本较高。本文主要从原材料的指标测试方面研究辐射交联聚乙烯管的选料。

1 实验部分

1.1 试验原料

HDPE 1#，中国石化茂名分公司；HDPE 2#，中国石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中国石化齐鲁分公司；HDPE 4#，中国石油独山子石化公司；HDPE 5#，福建联合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海壳牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海壳牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中国石化北京燕山分公司。

1.2 试验方法

取原料各200 g，以模压的方法制出厚度为2 mm左右的样品4个，2个裁成哑铃状进行拉伸测试，2个进行辐照交联（辐照剂量120 kGy），测试交联度。

取原料各50 g，进行熔体流动速率和结晶度测试。

各取原料若干进行挤管试验，在线监控壁厚，并取样测量管材尺寸。

1.3 测试方法

拉伸测试依照GB/T 1040的规定进行，交联度测试依照GB/T 18474的规定进行，熔体流动速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的规定进行，结晶度依照GB/T 19499的规定进行，管材尺寸依照GB/T 8806的规定进行。

2 结果与讨论

2.1 原料测试结果

2.3 屈服强度要求

根据聚乙烯管道的破坏形式判断，材料先形成颈状，继而发生断裂。因此，聚乙烯管材的强度是先由材料的屈服强度决定的——屈服强度越大，则弯曲模量越大，对管材的使用也会有一定的难度，所以，原料的屈服强度不是越大越好。通过查阅资料可知，北欧化工的HE2590屈服强度是20 MPa，巴塞尔的4261AQ416屈服强度是24 MPa。

2.4 结晶度对交联度的影响

交联度是辐射交联聚乙烯管的关键指标之一。交联聚合物的链间化学键阻碍了链的运动，提高了起耐热性。从表1中可以看出，结晶度越高，交联度越低。分析认为，聚乙烯是部分结晶聚合物，交联主要发生在无定形区，结晶度低则无定形区大，交联更容易，因此，结晶度低的聚乙烯材料交联度高。按国家标准GB/T 18992的相关规定，PE-Xc管的交联度要求是≥60%，而表1中结晶度大于65%的交联度未能达到此要求。

2.5 熔体流动速率对挤管的影响

熔体流动速率主要会对挤管特性产生影响，一种原料在生产过程中是否容易成型，主要是看该原料的熔体流动速率是否符合加工。由表1和表2对比可得出以下结论：熔体流动速率越大，挤出越不稳定，尺寸变化较大；熔体流动速率变小，挤出变差，表面粗糙。

3 结论

根据以上分析可知，辐射交联聚乙烯管材原料宜选择屈服强度在20～24 MPa，结晶度小于65%，熔体流动速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

参考文献

[1]崔小明.交联聚乙烯的生产应用及发展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孙逊.聚烯烃管道[M].北京：化学工业出版社，2002.

〔编辑：白洁〕

摘 要：介绍了辐射交联聚乙烯管原料的选择，从屈服强度、结晶度和熔体流动速率等方面测试、分析了原料选择的要求。

关键词：辐射交联；聚乙烯管；原料；管材

中图分类号：TQ325.1+2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0040-01

辐射交联聚乙烯管是交联管的一种，是先用管材挤出机挤出成型管材，再将其放置在辐照装置中，在一定剂量的射线作用下使聚乙烯完成交联的塑料管材，简称PE-Xc管。辐射交联聚乙烯管所用原料主要为北欧化工的HE2590和巴塞尔公司的Lupolen4261AQ416，在国内尚无石化厂家生产专用料。要在以上两个牌号之外的原料中试验出其是否符合生产PE-Xc管，需将原料加工成管材，并进行长时间的压力测试。这样做不但耗费时间，而且成本较高。本文主要从原材料的指标测试方面研究辐射交联聚乙烯管的选料。

1 实验部分

1.1 试验原料

HDPE 1#，中国石化茂名分公司；HDPE 2#，中国石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中国石化齐鲁分公司；HDPE 4#，中国石油独山子石化公司；HDPE 5#，福建联合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海壳牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海壳牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中国石化北京燕山分公司。

1.2 试验方法

取原料各200 g，以模压的方法制出厚度为2 mm左右的样品4个，2个裁成哑铃状进行拉伸测试，2个进行辐照交联（辐照剂量120 kGy），测试交联度。

取原料各50 g，进行熔体流动速率和结晶度测试。

各取原料若干进行挤管试验，在线监控壁厚，并取样测量管材尺寸。

1.3 测试方法

拉伸测试依照GB/T 1040的规定进行，交联度测试依照GB/T 18474的规定进行，熔体流动速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的规定进行，结晶度依照GB/T 19499的规定进行，管材尺寸依照GB/T 8806的规定进行。

2 结果与讨论

2.1 原料测试结果

2.3 屈服强度要求

根据聚乙烯管道的破坏形式判断，材料先形成颈状，继而发生断裂。因此，聚乙烯管材的强度是先由材料的屈服强度决定的——屈服强度越大，则弯曲模量越大，对管材的使用也会有一定的难度，所以，原料的屈服强度不是越大越好。通过查阅资料可知，北欧化工的HE2590屈服强度是20 MPa，巴塞尔的4261AQ416屈服强度是24 MPa。

2.4 结晶度对交联度的影响

交联度是辐射交联聚乙烯管的关键指标之一。交联聚合物的链间化学键阻碍了链的运动，提高了起耐热性。从表1中可以看出，结晶度越高，交联度越低。分析认为，聚乙烯是部分结晶聚合物，交联主要发生在无定形区，结晶度低则无定形区大，交联更容易，因此，结晶度低的聚乙烯材料交联度高。按国家标准GB/T 18992的相关规定，PE-Xc管的交联度要求是≥60%，而表1中结晶度大于65%的交联度未能达到此要求。

2.5 熔体流动速率对挤管的影响

熔体流动速率主要会对挤管特性产生影响，一种原料在生产过程中是否容易成型，主要是看该原料的熔体流动速率是否符合加工。由表1和表2对比可得出以下结论：熔体流动速率越大，挤出越不稳定，尺寸变化较大；熔体流动速率变小，挤出变差，表面粗糙。

3 结论

根据以上分析可知，辐射交联聚乙烯管材原料宜选择屈服强度在20～24 MPa，结晶度小于65%，熔体流动速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

参考文献

[1]崔小明.交联聚乙烯的生产应用及发展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孙逊.聚烯烃管道[M].北京：化学工业出版社，2002.

〔编辑：白洁〕