PE100级聚乙烯管热熔接头结晶度测定

以城镇燃气用PE100级聚乙烯管热熔接头为研究对象,制作典型温度区间的冷焊缺陷接头,采用X射线衍射仪测量接头材料的结晶度,得到冷焊缺陷安全评估的依据。结果表明:冷焊接头的结晶度与接头焊接温度密切相关,在焊接温度为210,230℃时的结晶度均最大,130℃冷焊和250℃过焊温度时的结晶度均较低;当结晶度增大时,最高峰向着衍射角增加的方向移动,130,150℃时的冷焊缺陷半峰宽均达1.3°以上,分子链排布无序性加大。

PE100管在船舶压载舱内应用的效益分析

在压载舱内的海水环境下,通过讨论PE100管的优缺点,结合其在建造中的部分数据,从性能及成本等方面分析PE100管在船舶压载舱内应用的良好收益,在实际应用后反馈的实际效果,得出在压载舱内PE100管替代钢管后,其使用、维护以及船厂建造收益更高,并针对性提出改善意见和措施。

双峰PE100级管材专用树脂的结构与性能

采用差示扫描量热法分析、核磁共振碳谱、连续自成核退火热分级、高压毛细管流变、旋转流变等研究了国内外三种PE100级管材专用双峰(即相对分子质量分布呈双峰)聚乙烯(PE)的结构与性能。结果表明:三种双峰PE片晶厚度分布指数接近,易形成较厚片晶;属于假塑性流体,剪切黏度对剪切速率变化敏感;熔体强度高,抗熔垂性能好,适宜高速挤出成型,制作大口径、尺寸稳定性产品。PE100级管材专用树脂P6006熔体强度和零剪切黏度较高,推断P6006相对分子质量高,且高相对分子质量部分含量高;3490LS剪切黏度对剪切速率变化最敏感,剪切变稀明显;3490LS相对分子质量分布较宽,具有较好的加工性能。

Hostalen ACP工艺装置上采用SEL催化剂生产的PE100级管材专用树脂的性能

首次在420 kt/a Hostalen ACP淤浆法聚乙烯工艺装置上进行了国产SEL催化剂的工业应用试验,生产了PE100级管材专用聚乙烯23050(记作SEL树脂),并与采用参比催化剂生产的23050(记作参比树脂)进行比较。结果表明:SEL树脂的重均分子量略大而相对分子质量分布略窄,熔融温度、结晶度、密度略高;SEL树脂的刚性指标较参比树脂高,而冲击强度略低;SEL树脂的流变性能和加工性能优于参比树脂,所生产的管材耐压等级达到PE100级的要求,可以用于制作大口径管材和大型容器等。

PE100级管材专用料的介绍及应用发展

文章介绍了国内外PE100级燃气管材专用料的发展概况及产品的性能。从蠕变断裂强度、耐应力开裂性和耐快速裂纹扩展性能3个维度分析比较了PE100+协会与国际标准对PE100管材专用料性能要求的差异。最后结合国内的研发和生产现状,对国内PE100级管材专用料的发展进行了展望。

PE100管材专用料的结构与性能

选取PE100管材专用料树脂TUB121和GC100S,引入凝胶渗透色谱、溶液分级和连续自成核退火(SSA)热分级联用的方法研究了PE100管材料分子链结构特点;并利用单轴拉伸测试获得的性能参数,快速有效地评价了材料抗慢速裂纹增长性能(SCG)。得出TUB121重均分子量相对较低,其加工性能和刚性优异;同时其将大量共聚单体均匀地分布在高相对分子质量部分,能有效形成tie链,保证了材料的抗SCG性能;而吉化初期的GC100S重均分子量很高,共聚单体分布不均匀,虽然其抗SCG性能优异,但是加工性能和抗快速裂纹增长性能(RCP)较差;生产线调整后,GC100S系列样品相对分子质量逐渐降低,共聚单体在高相对分子质量组分上分布更加均匀,使其在一定的抗SCG性能基础上,明显改善了加工性能和抗RCP性能。

PE100管材料的聚集态结构和性能的固体NMR分析

PE100管材料基体树脂中界面区的含量比较高(高于10%),而完全无定形区的含量极低.界面区含量表征非晶区中运动部分受阻的链段所占的比重,因而上述结果意味着PE100管材料中非晶区中链段表现出强烈的缠结倾向.界面区的含量(或非晶区的组成特征)决定了材料的耐慢速裂纹增长性能,而固相区含量则决定了材料的力学强度,两种影响因素的平衡决定了最终管材料的长期使用性能.

结晶分级技术表征PE100级与耐热级管材树脂结构的差异性

通过逐步等温结晶分级技术(SIS)、升温淋洗分级技术(TREF)和连续自成核退火分级技术(SSA)表征了聚乙烯(PE)100级管材树脂GC100S和耐热级管材树脂4731B结构的差异性。结果表明,4731B和GC100S树脂的熔融温度、结晶温度、结晶度、片晶厚度及共聚单体在主链中的分布状况基本相同,主要区别在于含有共聚单体的聚乙烯分子链的相对含量不同,4731B不含或含有少量共聚单体的聚乙烯分子链的含量比GC100S多。

PE100级管材专用树脂的组成与流变性能

采用高温凝胶色谱仪、升温淋洗分级仪和旋转流变仪,研究了PE100级管材专用树脂的相对分子质量及其分布、化学组成及其对耐环境应力开裂性和加工性能的影响。结果表明：PE100级管材专用树脂的重均分子量约为20.0×10^4,相对分子质量分布约为18.0;组成按淋洗温度可分为3个组分（25-40,40-96,96-110℃）;双峰PE100级管材树脂的零切黏度约为5.00×10^5 Pa·s,而单峰PE100级管材树脂约为1.00×10^6 Pa·s。

BCL-100催化剂制备的PE100管材性能

在Innovene S工艺上采用BCL-100催化剂制备了用于生产PE100管材的树脂(BCL树脂),利用GPC-IR,13C NMR,DSC,XRD等方法研究了树脂的相对分子质量及其分布、共聚单体含量及分布、结晶性能、力学性能、流变性能以及制备的PE100管材的性能,并与进口参比催化剂进行了对比。实验结果表明,BCL-100催化剂可生成更多的超高相对分子质量树脂,己烯共聚率高于参比催化剂,且己烯较多地插入到大分子链段中。BCL树脂的结晶度低,球晶平均尺寸22.0 nm,拉伸弯曲模量、断裂伸长率、热稳定性、弯曲模量、简支梁抗冲强度均较高,适合开发大口径低熔垂管材和大容积容器等高等级双峰制品的专用料。利用BCL树脂生产的PE100管材的性能大幅超过PE100级管材的标准。

双峰PE100级管材料的表征与测试技术

介绍了PE100级管材料的结构特点及其性能的表征方法。该方法与传统的聚烯烃分析测试方法相结合,成为表征PE100等双峰聚乙烯管材料的有效手段。

PE100级管材树脂结构和性能研究

通过凝胶渗透色谱(GPC)、熔体质量流动速率(MFR)、差示扫描量热(DSC)、力学性能和流变仪等分析手段,研究了国产PE100树脂的结构和加工性能。研究结果表明,3种PE100树脂结构接近,JH-MGC100S具有良好的耐热老化性能和力学性能。在240℃时JHMGC100S的加工性能好于其它2种样品。

PE100级管材专用树脂的结构与性能

通过熔体流动速率、差示扫描量热法分析、力学性能以及管材静液压试验等研究了3种PE100级管材专用树脂的结构与性能。结果表明:3种树脂在200℃条件下的氧化诱导时间均大于120 min,耐热氧老化性能良好;GC100S的熔流比为26.3,结晶度为60.1%,冲击强度为58.49 kJ/m^2,在80℃,5.4 MPa条件下的短期静液压测试耐压时间为348 h,均较其他两个试样好,为管材专用树脂的质量提升提供了技术支持。

优化赫斯特工艺操作提升PE100级管材产品质量

介绍了中国石油吉林石化公司30万t/a高密度聚乙烯装置提升PE100级管材产品JHMGC100S质量情况。通过优化赫斯特低压淤浆法中催化剂制备和聚合等生产工艺,指出关键参数熔融指数、熔流比和密度的调整思路,使产品熔融指数稳定性、拉伸屈服应力、拉伸断裂标称应变、简支梁冲击强度等重要指标不断提升,逐步解决PE100级管材产品氧化诱导期不稳定、加工性能差、内壁有麻点、拉伸屈服强度不够和个别批次静液压实验通不过等诸多难题。

PE100管材树脂的质量改进和提高

通过核磁共振碳谱(13 C-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)和哈克流变仪等分析手段,研究了共聚单体丁烯-1、抗氧剂形态、氢气和氟弹性体加工助剂对双峰聚乙烯管材树脂(JHMGC100S)产品结构和性能的影响。研究结果表明,增加丁烯-1用量,可以提高产品的耐环境应力开裂和耐慢速裂纹增长性能。加入颗粒状抗氧剂有利于稳定产品的氧化诱导期。提高产品的相对分子质量,有利于提高产品的静液压强度。当每千克JHMGC1005中加入200mg氟弹性体时,可以提高JHMGC100S的加工性能,改善管材成品的外观。工艺优化后产品的加工性能有了明显提高。

低聚物对PE100树脂结构和性能的影响

通过凝胶渗透色谱、熔融指数、力学性能、差示扫描量热(DSC)和流变仪等分析手段,研究了聚乙烯低聚物对PE100树脂结构和性能的影响。研究结果表明,随着低聚物含量的增加,样品的相对分子质量和简支梁冲击强度逐渐降低,熔融指数和结晶度逐渐升高。在高剪切速率条件下,低相对分子质量聚合物的加入有利于提高产品的加工性能。

两种负荷法测试PE100管材料熔体质量流动速率及熔流比

通过对PE100管材料进行多负荷自动法和单负荷手动法熔体质量流动速率(MFR)和熔流比(FRR)的测定,发现两种方法中,不同设定参数对21.6公斤熔体质量流动速率结果有影响,从而造成熔流比(21.6/5.0)有波动,但是只要固定方法,固定参数,通过一次加料进行多负荷自动熔体质量流动速率及熔流比的测定可以快速反映PE100管材料树脂的分子量及分子量分布变化情况,对聚合反应工艺调整具有指导意义。

正交法研究PE100管材料熔体强度测试的影响因素

温度、挤出速率、拉伸长度、拉伸加速度、测试轮对间的距离对测试PE100管材专用树脂的熔体强度有一定的影响,用正交试验考察了测试PE100管材专用树脂熔体强度时影响因子的显著性,确定测试PE100熔体强度主要影响因素是温度,次要影响因素是拉伸加速度,而测量轮对间距对测试结果的波动影响仅次于温度,最佳条件为A1(205℃),B1(0.1mm/s),C3(102mm),D3(24mm/s2),E1(0.3mm)。

PE100级管材树脂等温结晶动力学

利用差示扫描量热仪研究了PE100级管材树脂的等温结晶动力学,并讨论了分子量分布的双峰相对高度对等温结晶过程的影响。研究结果表明:随着结晶温度的升高,结晶速率下降,半结晶时间增大;样品的低峰相对高度越大,结晶速率越大,半结晶时间越小,结晶活化能越小;PE100的等温结晶过程属于三维生长的球晶。

裂纹圆棒法测PE100管材热熔对接接头的抗慢速裂纹扩展性能

采用裂纹圆棒(CRB)试验法对PE100管材热熔对接接头进行了不同载荷比的疲劳裂纹扩展(FCG)试验,研究了此对接接头的疲劳裂纹扩展机制,并通过外推法得到静载荷下的抗慢速裂纹扩展(SCG)性能。结果表明:当载荷比R相同时,随着最大初始应力强度因子K_(max)的增大,PE100管材热熔对接接头的疲劳裂纹扩展速率增大,疲劳寿命缩短;当K_(max)相同时,随着R的增大,疲劳裂纹扩展速率减小,疲劳寿命增大;裂纹逐步扩展区银纹纤维拉伸长度的减小与裂纹稳定扩展区次生裂纹与主裂纹叠加均加快了热熔接头的裂纹扩展速率;利用外推法得到静载下使用寿命为50a时所允许的最大初始应力强度因子为0.555 MPa·m^(1/2)。