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科研创新INNOVATION

浅析生产工艺对滴灌带耐环境应力开裂性能的影响

编辑:  更新于:2008年10月25日  阅读量:

实验及应用表明,聚乙烯(PE)是对环境应力开裂(ESCR)极为敏感的材料,滴灌带主要原料便是PE,当滴灌带在长期承受内压及其他环境因素影响情况下易发生应力开裂现象,直接影响了滴灌带的使用寿命和性能,因此,ESCR性能是评定滴灌带使用寿命的一项重要指标。无论PE原料本身还是滴灌带生产过程中的某些变化,都可能通过滴灌带ESCR性能的改变反映出来。

引起PE制品 ESCR性能最主要的外界因素是应力作用,如PE在成型过程中因热骤变在PE晶态和非晶态的相变边缘产生内应力,以及在使用、贮存过程中受到的应力作用,都会在球晶面及径向引起开裂;另外在某些环境介质的作用,如热、氧、溶剂及非溶剂物质的作用,降低PE表面能,也使制品存在出现开裂的隐患。在调整配方时考虑原料及成品的性能因素很多,而某些性能又互相影响和制约着,从原料配方考虑ESCR性能时,仅在工艺稳定的情况下,能满足标准要求即可,所以,生产工艺的波动对滴灌带ESCR性能的影响应引起重视。

1、设备的影响:

挤出机塑化容量太小,原料在料筒内塑化不充分;塑化容量太大,塑料在料筒内受热和受剪切作用的时间过长,原料容易老化、降解,使制品变脆降低其ESCR性能;料筒在制备过程或在使用中因磨损产生死角,以及原料因分解或凝胶在料筒上形成残留物,也容易促进熔料降解;口模结构设计若存在流料死角或障碍物也会产生同样的效果。为此,在生产过程中应关注设备出现的异常和磨损。

2、混料工艺的影响

原料中混有其它杂质或掺杂了不适当的溶剂或其它添加剂时,导致生产过程中原料熔体中形成不熔物或在熔体中形成不相容相界面;原料混合不均匀,熔融温度较低的原料因聚集而发生降解;有些原料在受潮状况下,加热会与水汽发生催化裂解反应,同时因原料中过多的水分,在挤出成型中受高温而产生的水汽,在制品中形成气泡,上述因素都可导致成品形成隐患,诱发应力开裂的质量问题。因此,在混料过程中,必须确保原料的清洁、干燥,混合的均匀性。

3、工艺温度的影响

滴灌带生产成型中,挤出机料筒及口模温度过高,原料易受热分解;料筒温度过低,导致原料塑化不良产品;口模温度太低,原料过早冷却,熔接缝融合不良,这些因素都会导致成品ESCR性能变差。

当成品定型时,冷却水的温度直接影响着产品的冷却速度,而冷却速度又影响到成品的结晶状态,当冷却水温太低,冷却速度过快,原料大分子链尚未来得及收缩便已冷却定型,将在制品内部产生较大残余应力;当冷却水温过高冷却速度过慢,制品结晶度较高,导致制品拉伸性能及柔韧性下降,因此,只有适中冷却水温和冷却速度,可使滴灌带内壁生成晶形细小且结晶度适中的聚集态,对滴灌带其它性能及[Page]ESCR性能均有利。同时,生产速度与挤出机挤出量,以及冷却速度之间的相互配合,对滴灌带各项性能的影响也会产生相当重要的作用。因此,在出现异常情况时,如外观质量波动时,进行工艺参数的微量调整时,应关注对成品物理性能的影响。

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