何維華 孫健 黃松 崔芙蓉

摘 要：介紹了耐熱聚乙烯管材PE-RT樹脂抗氧劑篩選，在溶劑中溶解度，借助DSC分析儀器，對國內外PE-RT樹脂進行氧化誘導期測試，對比分析這些樹脂的抗氧化性能，提出地暖管產品優(yōu)化方案，生產結果表明，撫順石化辛烯共聚耐熱聚乙烯管材樹脂氧化穩(wěn)定性較好。

關 鍵 詞：PE-RT抗氧化體系； 氧化誘導期； 性能

中圖分類號：TQ 325 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）04-0706-02

Abstract： Antioxidant system of basic PE-RT resin for heat-resistant polyethylene pipe was discussed. Oxidation induction time of different kinds of basic PE-RT resin was tested， their oxidation resistances were analyzed and compared， the best composition of the PE-RT resin antioxidant system was determined. The results show that Fushun PE-RT resin antioxidant properties are better suitable for customer need.

Key words： PE-RT antioxidant system； OIT； Properties

地暖管專用料是由乙烯單體和辛烯-1單體共聚而成，辛烯-1均勻分布在聚合物主鏈上的，分子結構特殊，是專門為采暖系統(tǒng)而設計的中、高密度共聚物，分子量分布狹窄，它不僅有聚乙烯固有的衛(wèi)生性能及加工性能等優(yōu)點，又具有高溫耐久性的一種新型管材專用料[1]。用該原料生產的管材主要應用于建筑內的熱水/采暖管領域，其耐久性能與建筑物的壽命相當，最低可達五十年，同時也具有非常好的再利用性，產品性價比極高[2]。

由于辛烯短鏈的存在，形成了晶體之間的聯(lián)結，使PE的大分子不能結晶在一個片晶中，而是貫穿在幾個晶體中，這種物理的聯(lián)結點使得地暖管材料在熔點以下既繼承良好的柔韌性，同時也提高了其長期耐靜液壓性能[3]。

辛烯共聚地暖管專用料開發(fā)過程中，通過研究國外PE-RT樹脂抗氧體系，優(yōu)化和確定了撫順石化開發(fā)生產的辛烯共聚地暖管產品抗氧化體系。

1 實驗部分

1.1 主要原料

PE-RT樹脂，SK公司，SP980，LG公司， XP9000，大林公司，地暖管材樹脂用抗氧劑A＼B＼C。

1.2 實驗工藝流程

實驗工藝流程：

聚乙烯粉料+助劑→混合攪拌→密煉機→冷卻→切粒→制樣→氧化誘導期OIT測試

1.3 試樣制備

將聚乙烯粉料，不同比例的抗氧劑均勻混合，取50 g在哈克混煉機190 ℃進行混煉，趁熱剪成小顆粒狀，以備壓片用；采用壓片機，190 ℃，壓成0.5 mm片狀樣品，DSC分析儀氧化誘導期測試。

1.4 氧化誘導期測試

采用差示掃描量熱法測試氧化誘導期，將待測樣品密封在鋁樣品盤中，放入DSC內，通過N2中加熱已稱重的樣品至預定溫度，然后引入氧氣來測定樣品氧化誘導期，

測量從氧氣引入時刻到氧化放熱開始時刻所經歷時間，通過在斜率驟變的點之前與之后沿曲線外推兩條切線來測量。在氮氣環(huán)境下，以一定速度加熱樣品，N2、O2流量50 mL/min。

2 結果與討論

2.1 抗氧劑在環(huán)己烷中溶解度

撫順石化溶液法聚乙烯生產工藝，采用溶劑環(huán)己烷，各種添加助劑要先溶解到溶劑中，用計量泵輸送到反應區(qū)，所以抗氧劑在溶劑中溶解度是決定能否加入到產品的關鍵，抗氧體系優(yōu)化是先研究不同溫度下各個抗氧劑的溶解能力，通過溶解能力篩選抗氧體系和用量，試驗結果如表1。

由表1可看出，隨著溫度升高，抗氧劑溶解度不同程度的增加，抗氧劑A、B超過50 ℃，增加幅度大，抗氧劑C超過40 ℃溶解度增加最多[4]。

2.2 國外PE-RT樹脂氧化穩(wěn)定性

進行地暖管專用料抗氧劑優(yōu)化，需要了解國外PE-RT樹脂的抗氧化體系，本實驗通過選取韓國SK公司DX800，LG SP980，DOW公司2388，進行DSC測試樹脂氧化誘導期，氧化誘導期長短，反映抗氧劑添加量，以此來評價國外PE-RT樹脂的抗氧化體系。實驗結果如表2。

通過測試國外PE-RT樹脂，其結果氧化誘導期都在120 min（200 ℃）以上，以此確定生產地暖管專用料抗氧化體系目標值[5]。

2.3 抗氧劑篩選

對抗氧劑B、D氧化穩(wěn)定性進行評價、篩選。選擇不同的添加量（ppm）測試氧化誘導期，保持抗氧劑A、C不變，相同的抗氧劑B、D，結果如表3。

由表3可見，抗氧劑B氧化誘導期OIT大于抗氧劑D，這是由于抗氧劑B熔點大的緣故，說明抗氧效果好于抗氧劑D。

2.4 X射線瑩光光譜儀分析

采用用X射線瑩光光譜儀分析抗氧劑種類和含量，先測定樣品磷含量，推算出抗氧劑C含量，測試結果如表4。

由表4可見，各種PE-RT樹脂的磷含量不同，抗氧劑C含量不同， LG SP980最大，SK及大林公司生產的地暖管抗氧劑C含量相當，國外PE-RT樹脂，抗氧劑加入量較大[6]。

2.5 配方試驗

選取不同的抗氧劑組合，以及不同的配比進行混配，測試氧化誘導期，結果如表5。

由上述配方試驗得出，不同的配比抗氧劑，其氧化誘導期是不同的，從產品經濟和熱穩(wěn)定性能看，抗氧劑A、B、C分別為2 500×10-6、2 500×10-6、1 000×10-6時，OIT達到120 min以上。

2.6 氧化體系優(yōu)化后DP800氧化誘導期測試

由圖1可見，通過測試2015年氧化體系優(yōu)化后DP800氧化誘導期，其結果于40 min（210 ℃）以上，抗氧劑效果達到了下游用戶的要求。

3 結 論

通過地暖管用抗氧劑在溶劑環(huán)己烷中溶解度、國外產品添加助劑剖析，以及配方優(yōu)化實驗，確定了辛烯共聚地暖管專用料系列產品抗氧體系及最佳組成。

撫順石化辛烯共聚地暖管專用料抗氧化熱穩(wěn)定性滿足了下游用戶的要求，同時達到了國外地暖管同類產品水平。

參考文獻：

[1]洪定一.塑料工業(yè)手冊一聚烯烴【M】.北京：化學工業(yè)出版社，1998：300—312.

[2]何曼君，等高分子物理【M】.上海：復旦大學出版社，1990：23.

[3]張師軍，喬金梁.聚乙烯樹脂及其應用【M】.北京：化學工業(yè)出版社，2011：52—53.

[4]羅河勝編.實用聚乙烯【M】.廣州：廣東科技出版社，2000：58—63.

[5]陳超美.溶液法乙烯聚合技術進展【J】.合成樹脂及塑料，2002，19（1）：41—44.

[6]利安德巴塞爾推出新型耐熱聚乙烯樹脂[J].國外塑料，2009，27（3）：8.