HDPE塑料管材成型要求及導(dǎo)致開裂的影響
HDPE塑料管材有許多優(yōu)良的性能，如質(zhì)輕、抗腐、內(nèi)壁光滑、使用壽命長等，又以其較高的強(qiáng)度應(yīng)用在承壓輸送各種介質(zhì)的管道上，但其環(huán)境應(yīng)力開裂性能較差，一些HDPE管道在長期負(fù)荷作用下和一定時間后會出現(xiàn)應(yīng)力破損現(xiàn)象。
一、冷卻速度的影響：溫度是HDPE結(jié)晶過程中最敏感的因素，不同的結(jié)晶程度對管材的力學(xué)性能有較大的影響。某廠HDPE管在水冷真空定徑箱中成型，管壁斷面有不同的熱歷史，不同的熱歷史對HDPE有不同的結(jié)晶行為閱，形成了不同結(jié)晶度的聚集結(jié)構(gòu)。管材外表層受水急驟冷卻能夠很快的越過最佳的結(jié)晶溫度，形成一層結(jié)晶度較低的聚集結(jié)構(gòu)區(qū)。外表層和中間層有一個能夠獲得晶核數(shù)量及生長速率最有利的結(jié)晶層，這個區(qū)域晶體生長好，聚集結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如果這時控制好一定的水溫和相應(yīng)的牽引速度，就可增加該層的厚度。
因HDPE熱傳導(dǎo)慢，最佳結(jié)晶溫度在中間層和內(nèi)層停留的時間較長，結(jié)晶能夠在充分的條件下進(jìn)行，所得到的是數(shù)量較少、顆粒較大的聚集結(jié)構(gòu)區(qū)域。這種內(nèi)外結(jié)構(gòu)的不均勻性對管材的力學(xué)性能影響較大，低結(jié)晶區(qū)使管材具有韌性，高結(jié)晶區(qū)具有剛性，隨著結(jié)晶度的增加，脆性增大。當(dāng)壓扁到2/3時內(nèi)表面出現(xiàn)裂紋;繼續(xù)壓扁，裂紋向外表面擴(kuò)展。我們認(rèn)為使用密度高的均聚物擠出成型塑料管材更應(yīng)該注意成型工藝。
二、 熔融溫度的影響“”HDPE塑料管材成型中熔融溫度與在該溫度下停留的時間會影響殘存晶核的數(shù)量，晶核的存在與否及晶核的大小，對成型時的結(jié)晶速度有很大的影響.如果熔融溫度低，熔融時間短，殘核沒有受到破壞，成型時晶核結(jié)晶速度快，晶體的尺寸大小均勻，能形成較穩(wěn)定的聚集結(jié)構(gòu);如果熔融溫度高，熔融時間長，原有結(jié)構(gòu)破壞得就越多，殘余的晶核就越少，成核的時間就長，結(jié)晶速度就慢，結(jié)晶尺寸也大，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而影響了管材的強(qiáng)度。
熔體溫度都較高，應(yīng)力開裂時間都很短。我們曾用預(yù)熱時間長、預(yù)熱溫度較高的機(jī)頭內(nèi)熔體成型管材做短期靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其時間只有4.3h。熔融溫度對HDPE成型時的熔體破裂也有較大影響。成型時熔體受到剪切應(yīng)力，當(dāng)剪切應(yīng)力達(dá)到或超過某一臨界值時，熔體就會出現(xiàn)破裂。熔體溫度不同，對應(yīng)的剪切速率也大不相同。為保證管材的力學(xué)性能，成型時要控制好成型溫度，盡量避免熔體破裂。
三、牽引速度的影響：在管材成型過程中，熔體擠出口模的速度應(yīng)與牽引管材的速度相協(xié)調(diào)。如果牽引速度大于擠出速度，部分大分子順著牽引方向取向，在牽引力的作用下，彈性還沒有回復(fù)就被冷卻定型，特別是在口模已定的情況下，靠調(diào)整牽引速度來加工薄壁管，這樣的管材更易在軸線方向上產(chǎn)生裂紋。
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來源：金聯(lián)
