輻射交聯聚乙烯管原料選擇分析

林文天　譚健

摘 要：介紹了輻射交聯聚乙烯管原料的選擇，從屈服強度、結晶度和熔體流動速率等方面測試、分析了原料選擇的要求。

關鍵詞：輻射交聯；聚乙烯管；原料；管材

中圖分類號：TQ325.1+2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0040-01

輻射交聯聚乙烯管是交聯管的一種，是先用管材擠出機擠出成型管材，再將其放置在輻照裝置中，在一定劑量的射線作用下使聚乙烯完成交聯的塑料管材，簡稱PE-Xc管。輻射交聯聚乙烯管所用原料主要為北歐化工的HE2590和巴塞爾公司的Lupolen4261AQ416，在國內尚無石化廠家生產專用料。要在以上兩個牌號之外的原料中試驗出其是否符合生產PE-Xc管，需將原料加工成管材，并進行長時間的壓力測試。這樣做不但耗費時間，而且成本較高。本文主要從原材料的指標測試方面研究輻射交聯聚乙烯管的選料。

1 實驗部分

1.1 試驗原料

HDPE 1#，中國石化茂名分公司；HDPE 2#，中國石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中國石化齊魯分公司；HDPE 4#，中國石油獨山子石化公司；HDPE 5#，福建聯合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中國石化北京燕山分公司。

1.2 試驗方法

取原料各200 g，以模壓的方法制出厚度為2 mm左右的樣品4個，2個裁成啞鈴狀進行拉伸測試，2個進行輻照交聯（輻照劑量120 kGy），測試交聯度。

取原料各50 g，進行熔體流動速率和結晶度測試。

各取原料若干進行擠管試驗，在線監控壁厚，并取樣測量管材尺寸。

1.3 測試方法

拉伸測試依照GB/T 1040的規定進行，交聯度測試依照GB/T 18474的規定進行，熔體流動速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的規定進行，結晶度依照GB/T 19499的規定進行，管材尺寸依照GB/T 8806的規定進行。

2 結果與討論

2.1 原料測試結果

2.3 屈服強度要求

根據聚乙烯管道的破壞形式判斷，材料先形成頸狀，繼而發生斷裂。因此，聚乙烯管材的強度是先由材料的屈服強度決定的——屈服強度越大，則彎曲模量越大，對管材的使用也會有一定的難度，所以，原料的屈服強度不是越大越好。通過查閱資料可知，北歐化工的HE2590屈服強度是20 MPa，巴塞爾的4261AQ416屈服強度是24 MPa。

2.4 結晶度對交聯度的影響

交聯度是輻射交聯聚乙烯管的關鍵指標之一。交聯聚合物的鏈間化學鍵阻礙了鏈的運動，提高了起耐熱性。從表1中可以看出，結晶度越高，交聯度越低。分析認為，聚乙烯是部分結晶聚合物，交聯主要發生在無定形區，結晶度低則無定形區大，交聯更容易，因此，結晶度低的聚乙烯材料交聯度高。按國家標準GB/T 18992的相關規定，PE-Xc管的交聯度要求是≥60%，而表1中結晶度大于65%的交聯度未能達到此要求。

2.5 熔體流動速率對擠管的影響

熔體流動速率主要會對擠管特性產生影響，一種原料在生產過程中是否容易成型，主要是看該原料的熔體流動速率是否符合加工。由表1和表2對比可得出以下結論：熔體流動速率越大，擠出越不穩定，尺寸變化較大；熔體流動速率變小，擠出變差，表面粗糙。

3 結論

根據以上分析可知，輻射交聯聚乙烯管材原料宜選擇屈服強度在20～24 MPa，結晶度小于65%，熔體流動速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

參考文獻

[1]崔小明.交聯聚乙烯的生產應用及發展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孫遜.聚烯烴管道[M].北京：化學工業出版社，2002.

〔編輯：白潔〕

摘 要：介紹了輻射交聯聚乙烯管原料的選擇，從屈服強度、結晶度和熔體流動速率等方面測試、分析了原料選擇的要求。

關鍵詞：輻射交聯；聚乙烯管；原料；管材

中圖分類號：TQ325.1+2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0040-01

輻射交聯聚乙烯管是交聯管的一種，是先用管材擠出機擠出成型管材，再將其放置在輻照裝置中，在一定劑量的射線作用下使聚乙烯完成交聯的塑料管材，簡稱PE-Xc管。輻射交聯聚乙烯管所用原料主要為北歐化工的HE2590和巴塞爾公司的Lupolen4261AQ416，在國內尚無石化廠家生產專用料。要在以上兩個牌號之外的原料中試驗出其是否符合生產PE-Xc管，需將原料加工成管材，并進行長時間的壓力測試。這樣做不但耗費時間，而且成本較高。本文主要從原材料的指標測試方面研究輻射交聯聚乙烯管的選料。

1 實驗部分

1.1 試驗原料

HDPE 1#，中國石化茂名分公司；HDPE 2#，中國石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中國石化齊魯分公司；HDPE 4#，中國石油獨山子石化公司；HDPE 5#，福建聯合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中國石化北京燕山分公司。

1.2 試驗方法

取原料各200 g，以模壓的方法制出厚度為2 mm左右的樣品4個，2個裁成啞鈴狀進行拉伸測試，2個進行輻照交聯（輻照劑量120 kGy），測試交聯度。

取原料各50 g，進行熔體流動速率和結晶度測試。

各取原料若干進行擠管試驗，在線監控壁厚，并取樣測量管材尺寸。

1.3 測試方法

拉伸測試依照GB/T 1040的規定進行，交聯度測試依照GB/T 18474的規定進行，熔體流動速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的規定進行，結晶度依照GB/T 19499的規定進行，管材尺寸依照GB/T 8806的規定進行。

2 結果與討論

2.1 原料測試結果

2.3 屈服強度要求

根據聚乙烯管道的破壞形式判斷，材料先形成頸狀，繼而發生斷裂。因此，聚乙烯管材的強度是先由材料的屈服強度決定的——屈服強度越大，則彎曲模量越大，對管材的使用也會有一定的難度，所以，原料的屈服強度不是越大越好。通過查閱資料可知，北歐化工的HE2590屈服強度是20 MPa，巴塞爾的4261AQ416屈服強度是24 MPa。

2.4 結晶度對交聯度的影響

交聯度是輻射交聯聚乙烯管的關鍵指標之一。交聯聚合物的鏈間化學鍵阻礙了鏈的運動，提高了起耐熱性。從表1中可以看出，結晶度越高，交聯度越低。分析認為，聚乙烯是部分結晶聚合物，交聯主要發生在無定形區，結晶度低則無定形區大，交聯更容易，因此，結晶度低的聚乙烯材料交聯度高。按國家標準GB/T 18992的相關規定，PE-Xc管的交聯度要求是≥60%，而表1中結晶度大于65%的交聯度未能達到此要求。

2.5 熔體流動速率對擠管的影響

熔體流動速率主要會對擠管特性產生影響，一種原料在生產過程中是否容易成型，主要是看該原料的熔體流動速率是否符合加工。由表1和表2對比可得出以下結論：熔體流動速率越大，擠出越不穩定，尺寸變化較大；熔體流動速率變小，擠出變差，表面粗糙。

3 結論

根據以上分析可知，輻射交聯聚乙烯管材原料宜選擇屈服強度在20～24 MPa，結晶度小于65%，熔體流動速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

參考文獻

[1]崔小明.交聯聚乙烯的生產應用及發展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孫遜.聚烯烴管道[M].北京：化學工業出版社，2002.

〔編輯：白潔〕

摘 要：介紹了輻射交聯聚乙烯管原料的選擇，從屈服強度、結晶度和熔體流動速率等方面測試、分析了原料選擇的要求。

關鍵詞：輻射交聯；聚乙烯管；原料；管材

中圖分類號：TQ325.1+2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0040-01

輻射交聯聚乙烯管是交聯管的一種，是先用管材擠出機擠出成型管材，再將其放置在輻照裝置中，在一定劑量的射線作用下使聚乙烯完成交聯的塑料管材，簡稱PE-Xc管。輻射交聯聚乙烯管所用原料主要為北歐化工的HE2590和巴塞爾公司的Lupolen4261AQ416，在國內尚無石化廠家生產專用料。要在以上兩個牌號之外的原料中試驗出其是否符合生產PE-Xc管，需將原料加工成管材，并進行長時間的壓力測試。這樣做不但耗費時間，而且成本較高。本文主要從原材料的指標測試方面研究輻射交聯聚乙烯管的選料。

1 實驗部分

1.1 試驗原料

HDPE 1#，中國石化茂名分公司；HDPE 2#，中國石化北京燕山分公司；HDPE 3#，中國石化齊魯分公司；HDPE 4#，中國石油獨山子石化公司；HDPE 5#，福建聯合石油化工有限公司；HDPE 6#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 7#，中海殼牌石油化工有限公司；HDPE 8#，中國石化北京燕山分公司。

1.2 試驗方法

取原料各200 g，以模壓的方法制出厚度為2 mm左右的樣品4個，2個裁成啞鈴狀進行拉伸測試，2個進行輻照交聯（輻照劑量120 kGy），測試交聯度。

取原料各50 g，進行熔體流動速率和結晶度測試。

各取原料若干進行擠管試驗，在線監控壁厚，并取樣測量管材尺寸。

1.3 測試方法

拉伸測試依照GB/T 1040的規定進行，交聯度測試依照GB/T 18474的規定進行，熔體流動速率依照GB/T 3682（190℃，2.16 kg）的規定進行，結晶度依照GB/T 19499的規定進行，管材尺寸依照GB/T 8806的規定進行。

2 結果與討論

2.1 原料測試結果

2.3 屈服強度要求

根據聚乙烯管道的破壞形式判斷，材料先形成頸狀，繼而發生斷裂。因此，聚乙烯管材的強度是先由材料的屈服強度決定的——屈服強度越大，則彎曲模量越大，對管材的使用也會有一定的難度，所以，原料的屈服強度不是越大越好。通過查閱資料可知，北歐化工的HE2590屈服強度是20 MPa，巴塞爾的4261AQ416屈服強度是24 MPa。

2.4 結晶度對交聯度的影響

交聯度是輻射交聯聚乙烯管的關鍵指標之一。交聯聚合物的鏈間化學鍵阻礙了鏈的運動，提高了起耐熱性。從表1中可以看出，結晶度越高，交聯度越低。分析認為，聚乙烯是部分結晶聚合物，交聯主要發生在無定形區，結晶度低則無定形區大，交聯更容易，因此，結晶度低的聚乙烯材料交聯度高。按國家標準GB/T 18992的相關規定，PE-Xc管的交聯度要求是≥60%，而表1中結晶度大于65%的交聯度未能達到此要求。

2.5 熔體流動速率對擠管的影響

熔體流動速率主要會對擠管特性產生影響，一種原料在生產過程中是否容易成型，主要是看該原料的熔體流動速率是否符合加工。由表1和表2對比可得出以下結論：熔體流動速率越大，擠出越不穩定，尺寸變化較大；熔體流動速率變小，擠出變差，表面粗糙。

3 結論

根據以上分析可知，輻射交聯聚乙烯管材原料宜選擇屈服強度在20～24 MPa，結晶度小于65%，熔體流動速率在0.1～0.4 g/10min的聚乙烯材料。

參考文獻

[1]崔小明.交聯聚乙烯的生產應用及發展前景[J].塑料制造，2006（9）：55-58.

[2]孫遜.聚烯烴管道[M].北京：化學工業出版社，2002.

〔編輯：白潔〕