PE100管材專用料的結(jié)構(gòu)與流變行為研究

獨(dú)山子PE100管材專用料生產(chǎn)技術(shù)與質(zhì)量控制

齊魯石化公司在高密度聚乙烯聚合反應(yīng)器上成功生產(chǎn)出pe100級(jí)管材專用料，并形成了工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。

中國(guó)石油化工集團(tuán)公司齊魯石化公司在高密度聚乙烯（pe）聚合反應(yīng)器上成功生產(chǎn)pe100級(jí)管材專用料，并形成了工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。用于生產(chǎn)壓力管道的pe材料，按照國(guó)際上統(tǒng)一的耐壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分為pe32、pe40、pe63、pe80和pe1005個(gè)等級(jí)，級(jí)別越高，承壓越大。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)pe100級(jí)專用樹脂依靠進(jìn)口。

近日，由上海石化股份有限公司塑料事業(yè)部生產(chǎn)的牌號(hào)為ygh041t黑色管道專用料，通過(guò)了瑞典國(guó)家測(cè)試和檢定研究院按iso9080進(jìn)行的pe100長(zhǎng)期性能的認(rèn)證，它標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)pe100聚乙烯管道專用料首次獲得了國(guó)際“通行證”。

近日，由上海石化股份有限公司塑料事業(yè)部生產(chǎn)的牌號(hào)為ygh041t黑色管道專用料，通過(guò)了瑞典國(guó)家測(cè)試和檢定研究院按iso9080進(jìn)行的pe100長(zhǎng)期性能認(rèn)證，它標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)pe100聚乙烯管道專用料首次獲得了國(guó)際“通行證”。

結(jié)構(gòu)與性能chinasyntheticresinandplastics 合成樹脂及塑料，2018，35（2）：63 pe100級(jí)管材專用樹脂是指20℃條件下，管 材在使用50年后仍能保證10mpa的最小必須強(qiáng) 度，而且具有優(yōu)異的抗慢速裂紋生長(zhǎng)和抗快速裂 紋擴(kuò)展性能 ［1］ 。pe100級(jí)管材專用樹脂的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)是精細(xì)地控制了相對(duì)分子質(zhì)量分布，高相對(duì)分 子質(zhì)量級(jí)分和低相對(duì)分子質(zhì)量級(jí)分約各占一半， 高相對(duì)分子質(zhì)量部分含有共聚結(jié)構(gòu)單元，含有大 量能把片晶連接起來(lái)的系帶分子，提供了很好的 長(zhǎng)期使用性能。低相對(duì)分子質(zhì)量部分是均聚物， 保證了樹脂具有高的結(jié)晶度、剛性以及加工性 能。pe100級(jí)樹脂在天然氣、飲用水輸送等領(lǐng)域廣 泛應(yīng)用 ［2］ 。本工作對(duì)比分析了幾種典型的pe100 級(jí)管材專用樹脂的結(jié)構(gòu)與性能，為管材專用樹脂 的質(zhì)量提升提供技術(shù)

以乙烯和1-丁烯為原料,三乙基鋁為助催化劑,采用國(guó)產(chǎn)xy-h2型催化劑,生產(chǎn)pe100管材專用料(產(chǎn)品編號(hào)為yk1002),并與中國(guó)石油吉林石化公司生產(chǎn)的產(chǎn)品(采用進(jìn)口催化劑,產(chǎn)品牌號(hào)為gc100s)性質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,yk1002的各項(xiàng)基礎(chǔ)性質(zhì)與gc100s相當(dāng)。與gc100s相比,yk1002低相對(duì)分子質(zhì)量部分較低,高相對(duì)分子質(zhì)量部分較高,相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄。yk1002管材的加工性能良好,并且在不同測(cè)試條件下,管材的靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)均滿足gb/t15558.1—2003要求。

以目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較好的進(jìn)口abs管材專用料為參比對(duì)象,以改進(jìn)abs材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、加工性能為目標(biāo),通過(guò)調(diào)整abs管材專用料配方與工藝,生產(chǎn)出用戶滿意的abs管材專用料。

采用核磁共振(nmr)、x衍射儀、差示掃描量熱法(dsc)、凝膠滲透色譜(gpc)等分析技術(shù)對(duì)無(wú)規(guī)共聚聚丙烯(ppr)管材專用料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究,并且與國(guó)外料進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,ppr管材專用料具有典型的無(wú)規(guī)共聚物序列結(jié)構(gòu),ppe和pep含量高,eee含量低;乙烯較均勻地分布在共聚物鏈上,乙烯含量高的共聚物相對(duì)分子質(zhì)量小,乙烯含量低的共聚物相對(duì)分子質(zhì)量大,相對(duì)分子量分布寬;乙烯在丙烯聚合時(shí)無(wú)規(guī)插入,使無(wú)規(guī)共聚物結(jié)晶尺寸變小,結(jié)晶度、結(jié)晶速率和熔點(diǎn)均降低。使ppr管材專用料具有沖擊韌性高、脆化溫度低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)和優(yōu)良的成型加工等宏觀性能,其結(jié)構(gòu)和性能指標(biāo)與國(guó)外料相當(dāng)。

據(jù)【中國(guó)石化報(bào)】報(bào)道：到2010年我國(guó)塑料管產(chǎn)量將達(dá)450萬(wàn)t，到2015年將達(dá)600萬(wàn)t，屆時(shí)我國(guó)將成為世界上塑料管產(chǎn)量最大的國(guó)家。

分析了高密度聚乙烯(hdpe)管材專用樹脂dgdb2480h及典型雙峰pe100級(jí)管材專用樹脂的性能。兩者的力學(xué)性能相當(dāng);dgdb2480h具有較低的剪切黏度,有利于管材的加工成型,熔體強(qiáng)度為1.05mpa,與國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口管材專用樹脂相當(dāng),比普通hdpe大,有利于大口徑管材的擠出。

全面使用綠色環(huán)保管道為主的不生修、無(wú)腐蝕、無(wú)滲漏、無(wú)結(jié)垢的優(yōu)質(zhì)塑料管材,是我國(guó)當(dāng)前和今后符合國(guó)情,節(jié)能減排、治理污染的手選產(chǎn)品之一。

對(duì)齊魯pe100級(jí)燃?xì)夤軐Ｓ昧蟙gdb2480hbk的力學(xué)性能、耐慢速裂紋增長(zhǎng)性能、熔體強(qiáng)度等進(jìn)行了研究與分析。結(jié)果表明,dgdb2480hbk的耐慢速裂紋增長(zhǎng)性能在500h以上;熔體強(qiáng)度在1.0mpa以上;200℃氧化誘導(dǎo)期在65min左右;具有良好的加工性能,專用料的性能完全滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)燃?xì)夤艿囊蟆?/p>

近日，由獨(dú)山子石化公司開發(fā)生產(chǎn)的高密度聚乙烯（pe—hd）管材專用料tub121n3000混配料順利通過(guò)國(guó)際pe100管材等級(jí)認(rèn)證，取得進(jìn)入燃?xì)夤茴I(lǐng)域的資格。此前獨(dú)石化在30萬(wàn)t／ape-hd裝置上開發(fā)出滿足用戶要求的pe100級(jí)pe管材專用料及配混料，并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

PE100級(jí)管材專用樹脂的開發(fā)

china?synthetic?resin?and?plastics合成樹脂新產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用專欄? 合?成?樹?脂?及?塑?料?，?2013，?30（6）：?31 pe100?級(jí)管材專用樹脂的性能 張?娜，李玉松，馬國(guó)玉，張?威 （中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司研究院，天津市?300271） 摘?要：?采用凝膠滲透色譜儀、毛細(xì)管流變儀、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等研究了壓力管材專用高密度聚乙烯樹 脂?pn049-030-122?的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布、流變性能及力學(xué)性能，并與國(guó)產(chǎn)同類樹脂進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明： pn049-030-122?具有較寬的相對(duì)分子質(zhì)量分布，良好的加工性能、韌性、抗氧化性、拉伸性能；其管材制品在?80? ℃，0.92?mpa?下破壞時(shí)間大于?500?h，達(dá)到?pe100?級(jí)。? 關(guān)鍵詞：?高密度聚乙烯?管材專用樹脂

介紹了pe100級(jí)管材專用樹脂的開發(fā)歷程及等級(jí)認(rèn)證結(jié)果;研究了管材專用樹脂的常規(guī)性能、加工性能及短期靜液壓強(qiáng)度。結(jié)果表明開發(fā)的2種管材專用樹脂的應(yīng)力置信下限值分別為10.261mpa和10.446mpa,達(dá)到pe100級(jí),兩者的加工性能均好。dgdb2480hbk的耐慢速裂紋增長(zhǎng)性能超過(guò)500h,短期靜液壓強(qiáng)度達(dá)到gb15558.1—2003要求,可用于pe100級(jí)燃?xì)夤艿纳a(chǎn)。

對(duì)管材專用料r200p,c4220及pa14d在力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能及加工性能等方面進(jìn)行了分析和表征。結(jié)果表明,ppr管材專用樹脂熔體流動(dòng)速率在0.2～0.3g/(10min),其乙烯摩爾分?jǐn)?shù)為3%～4%,重均相對(duì)分子質(zhì)量約55×10~4,結(jié)晶度約32%,具有良好的力學(xué)性能及加工性能,滿足了ppr管材專用樹脂的使用要求。

采用凝膠滲透色譜分析、核磁共振碳譜分析、升溫淋洗分級(jí)分析技術(shù)研究了pe100級(jí)管材用單峰分布高密度聚乙烯(hdpe)dgdb2480h的分子結(jié)構(gòu)及性能,并且與進(jìn)口雙峰pe100級(jí)管材樹脂hdpe進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:兩種管材樹脂的分子結(jié)構(gòu)不同,主要表現(xiàn)在相對(duì)分子質(zhì)量分布、共聚單體的種類及在主鏈的分布上;dgdb2480h與進(jìn)口雙峰pe100級(jí)管材樹脂的流變行為、平衡扭矩及熔體強(qiáng)度基本類似。采用1-己烯作共聚單體、在高相對(duì)分子質(zhì)量部分有較高的共聚單體插人量、采用鉻系催化劑是單峰管材樹脂dgdb2480h能夠達(dá)到pe100級(jí)的主要原因。

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通過(guò)在無(wú)規(guī)共聚聚丙烯(pp–r)中添加不同的改性劑制備pp–r管材專用料。采用差示掃描量熱分析、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析、掃描電子顯微鏡等技術(shù),分析了不同改性劑對(duì)無(wú)規(guī)共聚聚丙烯(pp–r)管材專用料抗低溫性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在–10~0℃低溫條件下,與未改性的pp–r材料比較,pp–r/聚烯烴彈性體(poe)/高密度聚乙烯(pe–hd)共混料的低溫沖擊韌性最理想,其綜合力學(xué)性能最好,0℃的沖擊強(qiáng)度為58.35kj/m2,–10℃的沖擊強(qiáng)度也高達(dá)47.06kj/m2。poe/pe–hd在不降低pp–r管材專用料其它力學(xué)性能的基礎(chǔ)上,顯著地提高了pp–r管材專用料低溫沖擊韌性。

公稱公稱公稱公稱公稱 壁厚壁厚壁厚壁厚壁厚 3230.28 403.70.461 504.60.669 634.70.8865.81.064 754.51.025.61.2516.81.492 904.31.1915.41.4776.71.88.22.155 1104.21.4395.31.7836.62.1918.12.657103.2 1254.81.86962.2947.42.8089.23.41911.44.159 1405.42.3546.72.8868.33.51810.34.29212.75.191 1606.23.087.73.7769.54.60411.85.61214.66.797 1806.93.8558.64.737