耐白蟻聚乙烯燃?xì)夤艿姥芯?/h1>
2017-09-03 08:42:47張慰峰李統(tǒng)一宋科明王亭亭
中國(guó)塑料 2017年8期
張慰峰，李統(tǒng)一，宋科明，王亭亭，周 平
(廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司，廣東 佛山 528318)
耐白蟻聚乙烯燃?xì)夤艿姥芯?/p>
張慰峰，李統(tǒng)一，宋科明，王亭亭，周 平
(廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司，廣東 佛山 528318)
研究了4種聚乙烯(PE)及2種聚丙烯(PP)材料管材的耐白蟻性能；探討了帶PP外保護(hù)層的耐白蟻PE燃?xì)夤芄矓D工藝及黏附力改性劑對(duì)外保護(hù)層PP剝離強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，PE材料的蛀蝕等級(jí)均為3級(jí)，肖氏硬度(D)達(dá)到73.5 的PP材料蛀蝕等級(jí)為1級(jí)；采用分步共擠技術(shù)制備燃?xì)夤懿哪芨玫貪M足其加工和使用要求；外保護(hù)層的剝離強(qiáng)度隨黏附力改性劑添加量的增加而增大，當(dāng)其添加量在3份(質(zhì)量份，下同)以上時(shí)，剝離強(qiáng)度達(dá)到最佳控制范圍。
聚乙烯；聚丙烯；耐白蟻性能；分步共擠技術(shù)；剝離強(qiáng)度
0 前言
PE燃?xì)夤芫哂惺褂脡勖L(zhǎng)、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單可靠、氣密性好、韌性好、節(jié)約能耗、管道綜合成本低等優(yōu)勢(shì)，在燃?xì)廨斔蜕系玫搅嗽絹?lái)越多的應(yīng)用[1-3]，有的地區(qū)已經(jīng)將PE燃?xì)夤茏鳛槌擎?zhèn)燃?xì)夤艿赖氖走x。但隨著應(yīng)用的不斷推廣，多地出現(xiàn)了PE燃?xì)夤苡捎谑艿桨紫伒闹g而造成管道破壞泄漏的問(wèn)題，PE燃?xì)夤苣桶紫亞?wèn)題亟待解決[4-6]。
本文探討了幾種不同PE、PP管材的耐白蟻性能，并通過(guò)分步共擠法，以及在外保護(hù)層添加一定量黏附力改性劑制得了帶PP外保護(hù)層的耐白蟻PE燃?xì)夤堋?/p>
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要原料
PE 80-1，密度為0.940 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.9 g/10 min(190 ℃，5 kg)，道達(dá)爾石化有限公司；
PE 80-2，密度為0.940 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.3 g/10 min(190 ℃，2.16 kg)，博祿化工公司；
PE 80-3，密度為0.939 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.2 g/10 min(190 ℃，2.16 kg)，中國(guó)石化茂名石化公司；
PE 100，密度為0.959 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.25 g/10 min(190 ℃，5 kg)，英力士集團(tuán)控股有限公司；
PP-1，密度為0.910 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.2 g/10 min(230 ℃，2.16 kg)，韓國(guó)株式會(huì)社曉星；
PP-2，密度為0.900 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.3 g/10 min(230 ℃，2.16 kg)，博祿化工公司；
白蟻，中國(guó)臺(tái)灣乳白蟻；
乙丙橡膠，熔體流動(dòng)速率為12.0 g/10 min(230 ℃，2.16 kg)，東莞市住友塑料有限公司。
1.2 主要設(shè)備及儀器
肖氏硬度儀，LX-D，無(wú)錫前洲測(cè)量?jī)x器廠；
萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，Z600Y，德國(guó)Zwick集團(tuán)；
單螺桿擠出機(jī)，solEX75(PE、PP均適用)，巴頓菲爾辛辛那提。
1.3 樣品制備
耐白蟻燃?xì)夤懿牡闹苽洌簩⑸鲜?種PE材料及2種PP材料制成公稱直徑為110 mm，標(biāo)準(zhǔn)尺寸比為11的管材，生產(chǎn)PE管材的工藝條件為：口模溫度為150～170 ℃；機(jī)身中部溫度為160～180 ℃；機(jī)身后部溫度為100～130 ℃；生產(chǎn)PP管材的工藝條件為： 口模溫度為190～200 ℃；機(jī)身中部溫度為190～210 ℃；機(jī)身后部溫度為180～190 ℃；并將所得PE、PP管材裁成長(zhǎng)為100 mm的管段試樣，厚度以原管材為標(biāo)準(zhǔn)，且試樣的所有邊角應(yīng)修平整，光滑；
帶PP外保護(hù)層的耐白蟻PE燃?xì)夤艿闹苽洌簲D出燃?xì)夤懿牡膬?nèi)層PE層，冷卻定型后，牽引前共擠上外保護(hù)層PP層，冷卻定型得到雙層復(fù)合燃?xì)夤?，其擠出工藝條件同上。
1.4 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征
1—玻璃器皿 2—管段樣品 3—松木圖1 管材白蟻試驗(yàn)示意圖Fig.1 Sketch of termite resistance tests for pipes
白蟻試驗(yàn)：在玻璃器皿中先鋪上一層蛭石，然后放入管段樣品，接著放入15 g白蟻(兵蟻數(shù)量≤10 %)，最后如圖1所示放入2段松木(50 mm×20 mm×50 mm)；試驗(yàn)分2組，第1組在試驗(yàn)30天后移除松木；第2組在試驗(yàn)30天后繼續(xù)添加2塊同樣大小的松木(試驗(yàn)期間保證食物充足)；試驗(yàn)時(shí)間為3個(gè)月，為防止試驗(yàn)期間白蟻死亡而使得試驗(yàn)失敗，每一組試樣都同時(shí)使用3個(gè)試樣分別裝進(jìn)3個(gè)玻璃器皿中進(jìn)行試驗(yàn)，并另設(shè)一段做空白對(duì)比；3個(gè)月后將試樣取出，看是否遭到白蟻的蛀蝕；試驗(yàn)裝置如圖1所示；
肖氏硬度(D)測(cè)試按GB/T 531.1—2008進(jìn)行，測(cè)試溫度為室溫，彈簧試驗(yàn)力保持時(shí)間為15 s；
剝離強(qiáng)度按GB/T 18997.1—2003進(jìn)行，試驗(yàn)機(jī)以(50±1) mm/min的速率進(jìn)行剝離，讀取90 °～270 °之間的剝離力，并通過(guò)式(1)計(jì)算剝離強(qiáng)度：
(1)
式中σ——保護(hù)層剝離強(qiáng)度，N/mm
F——?jiǎng)冸x力，N
B——試樣寬度，mm
2 結(jié)果與討論
2.1 材料硬度和其耐白蟻等級(jí)的關(guān)系
白蟻的分泌物并不會(huì)和PE、PP等樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此管材的表面硬度對(duì)管材防御白蟻的蛀蝕起到?jīng)Q定性的作用[6]。由表1中的數(shù)據(jù)可知，即便在食物充足的情況下，白蟻仍然會(huì)蛀蝕管材。以PE 80材料及硬度較高的PE 100材料制備的管材其白蟻蛀蝕等級(jí)均為3級(jí)(白蟻蛀蝕等級(jí)根據(jù)GB/T 2951.38—1986進(jìn)行判定)，可見(jiàn)PE材料不耐白蟻蛀蝕。PP材料的硬度較高，均高于PE 材料，肖氏硬度(D)為68.9的PP-1材料，其蛀蝕等級(jí)為2；肖氏硬度(D)為73.5的PP-2材料，其蛀蝕等級(jí)為1，且試樣的表面及沿邊均未見(jiàn)白蟻蛀蝕齒痕，可見(jiàn)PP材料的耐白蟻蛀蝕性能較好。
因此，埋地的PE燃?xì)夤懿?，若附近出現(xiàn)了白蟻，不管白蟻的食物情況如何，隨著時(shí)間的推移，管材極有可能被白蟻蛀蝕。而PP的硬度較高，能夠耐受白蟻的蛀蝕，若以PP作為PE燃?xì)夤艿耐獗Ｗo(hù)層，可抵御白蟻對(duì)PE燃?xì)夤懿牡闹g，提高燃?xì)夤懿牡氖褂冒踩阅堋?/p>
表1 材料的硬度及白蟻蛀蝕等級(jí)Tab.1 Shore hardness and damage level of the materials
2.2 共擠工藝對(duì)燃?xì)夤鼙Ｗo(hù)層剝離強(qiáng)度的影響
為PE燃?xì)夤芴砑覲P外保護(hù)層，通常可通過(guò)共擠出技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；然而，共擠工藝對(duì)保護(hù)層的剝離強(qiáng)度有顯著影響。如表2所示，當(dāng)采用內(nèi)外層在一個(gè)模具中同時(shí)共擠出時(shí)，其保護(hù)層的剝離強(qiáng)度可達(dá)到46 N/mm，而采用分步共擠出工藝時(shí)，即先擠出內(nèi)層PE管材，在冷卻定型后，牽引之前共擠上外防護(hù)層PP層，其保護(hù)層剝離強(qiáng)度則為0.16 N/mm。帶PP保護(hù)層的PE燃?xì)夤茉谶B接時(shí)，須將外保護(hù)層剝離一定的長(zhǎng)度，然后才能進(jìn)行熱熔或者電熔連接。較高的保護(hù)層剝離強(qiáng)度，其保護(hù)層不易剝離，影響了燃?xì)夤懿牡倪B接效率；但過(guò)低的剝離強(qiáng)度，復(fù)合管材可能在運(yùn)輸或安裝過(guò)程中發(fā)生內(nèi)層和保護(hù)層分離現(xiàn)象。因此，合適的剝離強(qiáng)度對(duì)雙層復(fù)合管而言至關(guān)重要。實(shí)踐證明，當(dāng)雙層復(fù)合管材在同一個(gè)模具中共擠出時(shí)，外保護(hù)層的剝離需要借助外力，而且對(duì)管材的表面影響較大，管材熔接后接頭的品質(zhì)下降；當(dāng)采用分步共擠出時(shí)，外保護(hù)層的黏附力又太小，極易和內(nèi)PE層脫離。此外，燃?xì)夤懿膶?duì)尺寸要求較高，雙層在同一個(gè)模具中共擠時(shí)很難準(zhǔn)確控制內(nèi)層PE管的尺寸在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。因此，綜合來(lái)看，制備雙層復(fù)合管時(shí)采用分步共擠出工藝更合理，但仍需對(duì)外層的黏附力進(jìn)行改性，以提高外保護(hù)層的剝離強(qiáng)度。
表2 共擠工藝對(duì)保護(hù)層剝離強(qiáng)度的影響Tab.2 Influence of co-extrusion technology on peel strength of the covering layer
2.3 黏附力改性劑對(duì)燃?xì)夤鼙Ｗo(hù)層剝離強(qiáng)度的影響
PE和PP的相容性較差，分步共擠出時(shí)，其剝離強(qiáng)度較低，影響了PE燃?xì)夤懿牡氖褂?。黏附力改性劑可提高外保護(hù)層的黏附力，從而有效改善外保護(hù)層的剝離強(qiáng)度。如圖2所示，保護(hù)層的剝離強(qiáng)度隨黏附力改性劑添加量的增加而增大。這是因?yàn)轲じ搅Ω男詣┮冶鹉z中既含有大量的乙烯鏈段，和內(nèi)層PE鏈段間具有較強(qiáng)的范德華相互作用力；同時(shí)它又有大量的丙烯鏈段和外保護(hù)層PP鏈段間同樣也具有較強(qiáng)的相互作用，從而可有效改善PE和PP的相容性，增加界面層的相互作用，整體表現(xiàn)為剝離強(qiáng)度的上升。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可通過(guò)調(diào)節(jié)黏附力改性劑的用量得到合適的剝離強(qiáng)度。根據(jù)大量實(shí)踐證明，在運(yùn)輸過(guò)程中，當(dāng)剝離強(qiáng)度達(dá)到0.2 N/mm以上時(shí)，內(nèi)、外層出現(xiàn)滑脫的現(xiàn)象大為減少；而在安裝連接過(guò)程中，當(dāng)剝離強(qiáng)度超過(guò)0.5 N/mm時(shí)，通過(guò)人力很難將內(nèi)、外層進(jìn)行剝離。因此耐白蟻雙層復(fù)合燃?xì)夤艿倪m宜剝離強(qiáng)度應(yīng)控制在0.2～0.5 N/mm之間。由圖2可知，黏附力改性劑添加3份以上為宜。
圖2 黏附力改性劑對(duì)保護(hù)層剝離強(qiáng)度的影響Fig.2 Influence of the adhesion strength modifier on peel strength of the covering layer
3 結(jié)論
(1)肖氏硬度(D)達(dá)到73.5的PP管材其白蟻蛀蝕等級(jí)為1，適合作為PE燃?xì)夤懿牡耐獗Ｗo(hù)層；
(2)分步共擠法更適合用于PE/PP復(fù)合燃?xì)夤艿闹苽洌?/p>
(3)當(dāng)黏附力改性劑添加量為3份以上時(shí)，雙層復(fù)合燃?xì)夤懿牡膭冸x強(qiáng)度滿足使用要求。
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關(guān)于舉辦第五屆全國(guó)塑料顏色應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)的通知
各有關(guān)單位：
為了提高塑料行業(yè)配色人員的配色水平以及更好地應(yīng)用顏色，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)交流，在成功舉辦了前四屆技術(shù)研討會(huì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)眾多企業(yè)的要求，中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)教育與培訓(xùn)委員會(huì)將于2017年11月16-18日，在浙江臺(tái)州舉辦“第五屆全國(guó)塑料顏色應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)”。從這里，將帶你認(rèn)識(shí)最新的顏色知識(shí)與理論，科學(xué)、優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的選用顏料，并使用相關(guān)技術(shù)與儀器創(chuàng)建顏色標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試及管理顏色，了解色母粒的改性技術(shù)及應(yīng)用等，全面提升色彩管理人員的知識(shí)水平與應(yīng)用能力，更好地對(duì)接和服務(wù)國(guó)際市場(chǎng)與用戶，降低公司產(chǎn)品因色差造成的損失，提高公司產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
一、會(huì)議信息：
時(shí)間：2017年11月16-18日(11月16日?qǐng)?bào)到，17-18日培訓(xùn)，學(xué)員可根據(jù)自己在實(shí)際工作中遇到的難點(diǎn)問(wèn)題，自帶樣品，通過(guò)和專家互動(dòng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析、探討、測(cè)試，給予解決方案。)
地點(diǎn)：浙江臺(tái)州羅曼國(guó)際大酒店(黃巖區(qū)勞動(dòng)南路358號(hào) - 勞動(dòng)南路東側(cè) 酒店總機(jī)：0576-84239999)
主辦單位：中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)教育與培訓(xùn)委員會(huì)、中國(guó)塑協(xié)多功能母料專業(yè)委員會(huì)
協(xié)辦單位：臺(tái)州蘇達(dá)山新材料有限公司、廣東彩虹塑膠顏料有限公司
二、會(huì)議主要內(nèi)容
(1)塑料著色及色母之生產(chǎn)應(yīng)用：塑料著色的概述；原輔材料的選用(塑料著色劑、分散劑)；關(guān)于載體塑料；分散技術(shù)(粉體三態(tài)、顏料分散理論、熔體剪切分散原理)；色母的幾種主要生產(chǎn)工藝(干法生產(chǎn)工藝、濕法生產(chǎn)工藝)；母料在塑料包裝領(lǐng)域的應(yīng)用(著色功能類、加工功能類、附加功能類)。
(2)顏(染)料的分類、應(yīng)用及注意要點(diǎn)：著色用顏(染)料要求的主要性能指標(biāo)；顏(染)料的命名；顏(染)料的索引號(hào)(C.I)；顏料的分類，有機(jī)、無(wú)機(jī)在高分子材料上合理應(yīng)用和注意要點(diǎn)；染料的分類；在丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸脂、聚氮乙稀、聚酰胺中的應(yīng)用和注意要點(diǎn)。
(3)影響著色劑選擇必須考慮因素的分析和歸類：顏色和色彩性能，加工成型工藝及條件，添加組分的影響(填充/增強(qiáng)，阻燃，功能性添加等)，制成品使用條件和年限等，安全環(huán)保。
(4)色母料的性能測(cè)式及老化評(píng)價(jià)。
(5)色母粒前沿技術(shù)的應(yīng)用及計(jì)算機(jī)輔助配色技術(shù)應(yīng)用。
(6)塑料顏色管理流程與案例分享：汽車、家電、電子等塑料制品生產(chǎn)顏色品控流程SOP建立；人造革、皮革生產(chǎn)顏色管理流程和方法；注塑生產(chǎn)顏色控制方法；汽車家電、電子等生產(chǎn)之全自動(dòng)顏色測(cè)量和控制技術(shù)。
(7)塑料色母粒制備技術(shù)及色母粒對(duì)塑料性能的影響。
三、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn):
會(huì)務(wù)費(fèi)：8月25日前報(bào)名2200元/人；8月25日-9月25日前報(bào)名2800元/人；10月1日后及現(xiàn)場(chǎng)繳費(fèi)3500元/人(含餐費(fèi)、資料費(fèi)、專家費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)等)。
住宿自理：(298元/間/天/無(wú)電腦，328元/間/天/有電腦)。
會(huì)議期間企業(yè)產(chǎn)品展示：展臺(tái)2000元/個(gè)(1個(gè)展桌，2把椅子)。
會(huì)刊廣告：封面5000元，封底4000元，封二3000，彩插2000元。
會(huì)議論文：為便于大會(huì)交流和研討，現(xiàn)征集與會(huì)議主題有關(guān)的論文和交流材料，主辦單位將擇優(yōu)編入論文集，并推薦部分優(yōu)秀論文和典型案例在會(huì)上交流。
四、聯(lián)系方式
電話：13681261335(劉芳) 13439606287(褚金榮) 18600423869(高昕)
傳真：010-59732239
E-mail：gaoxinhorse@126.com或sczyliufang@126.com
Study on Termite-resistant Polyethylene Gas Pipes
ZHANG Weifeng, LI Tongyi, SONG Keming,WANG Tingting, ZHOU Ping
(Guangdong Lesso Technology Industrial Co, Ltd, Foshan 528318, China)
In this work, termite-resistant gas pipes were manufactured by using four types of polyethylene (PE) and two types of polypropylene (PP) and their resistance to termite damage was investigated intensively. Effects of coextrusion technology and adhesion modifiers on peel strength of PP protection layer were also evaluated. The results indicated that damage level of the pipes by termites reached 3 when being prepared by using PE, but it could reach 1 by using PP protection layer with a shore hardness of 73.5. The step-by-step coextrusion technology was considered as an optimum choice for the preparation of termite-resistant gas pipes. The peel strength of the protection layer increased with an increase of the content of the adhesion modifier, and it reached an optimum value when more than 3 phr of adhesion modifier was added into the protection layer.
polyethylene; polypropylene; termite resistance; step-by-step coextrusion technology; peel strength
2017-03-01
TQ325.1
B
1001-9278(2017)08-0052-04
10.19491/j.issn.1001-9278.2017.08.009
聯(lián)系人，420825771@qq.com
張慰峰，李統(tǒng)一，宋科明，王亭亭，周 平
(廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司，廣東 佛山 528318)
耐白蟻聚乙烯燃?xì)夤艿姥芯?/p>
張慰峰，李統(tǒng)一，宋科明，王亭亭，周 平
(廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司，廣東 佛山 528318)
研究了4種聚乙烯(PE)及2種聚丙烯(PP)材料管材的耐白蟻性能；探討了帶PP外保護(hù)層的耐白蟻PE燃?xì)夤芄矓D工藝及黏附力改性劑對(duì)外保護(hù)層PP剝離強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，PE材料的蛀蝕等級(jí)均為3級(jí)，肖氏硬度(D)達(dá)到73.5 的PP材料蛀蝕等級(jí)為1級(jí)；采用分步共擠技術(shù)制備燃?xì)夤懿哪芨玫貪M足其加工和使用要求；外保護(hù)層的剝離強(qiáng)度隨黏附力改性劑添加量的增加而增大，當(dāng)其添加量在3份(質(zhì)量份，下同)以上時(shí)，剝離強(qiáng)度達(dá)到最佳控制范圍。
聚乙烯；聚丙烯；耐白蟻性能；分步共擠技術(shù)；剝離強(qiáng)度
0 前言
PE燃?xì)夤芫哂惺褂脡勖L(zhǎng)、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單可靠、氣密性好、韌性好、節(jié)約能耗、管道綜合成本低等優(yōu)勢(shì)，在燃?xì)廨斔蜕系玫搅嗽絹?lái)越多的應(yīng)用[1-3]，有的地區(qū)已經(jīng)將PE燃?xì)夤茏鳛槌擎?zhèn)燃?xì)夤艿赖氖走x。但隨著應(yīng)用的不斷推廣，多地出現(xiàn)了PE燃?xì)夤苡捎谑艿桨紫伒闹g而造成管道破壞泄漏的問(wèn)題，PE燃?xì)夤苣桶紫亞?wèn)題亟待解決[4-6]。
本文探討了幾種不同PE、PP管材的耐白蟻性能，并通過(guò)分步共擠法，以及在外保護(hù)層添加一定量黏附力改性劑制得了帶PP外保護(hù)層的耐白蟻PE燃?xì)夤堋?/p>
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要原料
PE 80-1，密度為0.940 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.9 g/10 min(190 ℃，5 kg)，道達(dá)爾石化有限公司；
PE 80-2，密度為0.940 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.3 g/10 min(190 ℃，2.16 kg)，博祿化工公司；
PE 80-3，密度為0.939 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.2 g/10 min(190 ℃，2.16 kg)，中國(guó)石化茂名石化公司；
PE 100，密度為0.959 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.25 g/10 min(190 ℃，5 kg)，英力士集團(tuán)控股有限公司；
PP-1，密度為0.910 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.2 g/10 min(230 ℃，2.16 kg)，韓國(guó)株式會(huì)社曉星；
PP-2，密度為0.900 kg/m3，熔體流動(dòng)速率為0.3 g/10 min(230 ℃，2.16 kg)，博祿化工公司；
白蟻，中國(guó)臺(tái)灣乳白蟻；
乙丙橡膠，熔體流動(dòng)速率為12.0 g/10 min(230 ℃，2.16 kg)，東莞市住友塑料有限公司。
1.2 主要設(shè)備及儀器
肖氏硬度儀，LX-D，無(wú)錫前洲測(cè)量?jī)x器廠；
萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，Z600Y，德國(guó)Zwick集團(tuán)；
單螺桿擠出機(jī)，solEX75(PE、PP均適用)，巴頓菲爾辛辛那提。
1.3 樣品制備
耐白蟻燃?xì)夤懿牡闹苽洌簩⑸鲜?種PE材料及2種PP材料制成公稱直徑為110 mm，標(biāo)準(zhǔn)尺寸比為11的管材，生產(chǎn)PE管材的工藝條件為：口模溫度為150～170 ℃；機(jī)身中部溫度為160～180 ℃；機(jī)身后部溫度為100～130 ℃；生產(chǎn)PP管材的工藝條件為： 口模溫度為190～200 ℃；機(jī)身中部溫度為190～210 ℃；機(jī)身后部溫度為180～190 ℃；并將所得PE、PP管材裁成長(zhǎng)為100 mm的管段試樣，厚度以原管材為標(biāo)準(zhǔn)，且試樣的所有邊角應(yīng)修平整，光滑；
帶PP外保護(hù)層的耐白蟻PE燃?xì)夤艿闹苽洌簲D出燃?xì)夤懿牡膬?nèi)層PE層，冷卻定型后，牽引前共擠上外保護(hù)層PP層，冷卻定型得到雙層復(fù)合燃?xì)夤?，其擠出工藝條件同上。
1.4 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征
1—玻璃器皿 2—管段樣品 3—松木圖1 管材白蟻試驗(yàn)示意圖Fig.1 Sketch of termite resistance tests for pipes
白蟻試驗(yàn)：在玻璃器皿中先鋪上一層蛭石，然后放入管段樣品，接著放入15 g白蟻(兵蟻數(shù)量≤10 %)，最后如圖1所示放入2段松木(50 mm×20 mm×50 mm)；試驗(yàn)分2組，第1組在試驗(yàn)30天后移除松木；第2組在試驗(yàn)30天后繼續(xù)添加2塊同樣大小的松木(試驗(yàn)期間保證食物充足)；試驗(yàn)時(shí)間為3個(gè)月，為防止試驗(yàn)期間白蟻死亡而使得試驗(yàn)失敗，每一組試樣都同時(shí)使用3個(gè)試樣分別裝進(jìn)3個(gè)玻璃器皿中進(jìn)行試驗(yàn)，并另設(shè)一段做空白對(duì)比；3個(gè)月后將試樣取出，看是否遭到白蟻的蛀蝕；試驗(yàn)裝置如圖1所示；
肖氏硬度(D)測(cè)試按GB/T 531.1—2008進(jìn)行，測(cè)試溫度為室溫，彈簧試驗(yàn)力保持時(shí)間為15 s；
剝離強(qiáng)度按GB/T 18997.1—2003進(jìn)行，試驗(yàn)機(jī)以(50±1) mm/min的速率進(jìn)行剝離，讀取90 °～270 °之間的剝離力，并通過(guò)式(1)計(jì)算剝離強(qiáng)度：
(1)
式中σ——保護(hù)層剝離強(qiáng)度，N/mm
F——?jiǎng)冸x力，N
B——試樣寬度，mm
2 結(jié)果與討論
2.1 材料硬度和其耐白蟻等級(jí)的關(guān)系
白蟻的分泌物并不會(huì)和PE、PP等樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此管材的表面硬度對(duì)管材防御白蟻的蛀蝕起到?jīng)Q定性的作用[6]。由表1中的數(shù)據(jù)可知，即便在食物充足的情況下，白蟻仍然會(huì)蛀蝕管材。以PE 80材料及硬度較高的PE 100材料制備的管材其白蟻蛀蝕等級(jí)均為3級(jí)(白蟻蛀蝕等級(jí)根據(jù)GB/T 2951.38—1986進(jìn)行判定)，可見(jiàn)PE材料不耐白蟻蛀蝕。PP材料的硬度較高，均高于PE 材料，肖氏硬度(D)為68.9的PP-1材料，其蛀蝕等級(jí)為2；肖氏硬度(D)為73.5的PP-2材料，其蛀蝕等級(jí)為1，且試樣的表面及沿邊均未見(jiàn)白蟻蛀蝕齒痕，可見(jiàn)PP材料的耐白蟻蛀蝕性能較好。
因此，埋地的PE燃?xì)夤懿?，若附近出現(xiàn)了白蟻，不管白蟻的食物情況如何，隨著時(shí)間的推移，管材極有可能被白蟻蛀蝕。而PP的硬度較高，能夠耐受白蟻的蛀蝕，若以PP作為PE燃?xì)夤艿耐獗Ｗo(hù)層，可抵御白蟻對(duì)PE燃?xì)夤懿牡闹g，提高燃?xì)夤懿牡氖褂冒踩阅堋?/p>
表1 材料的硬度及白蟻蛀蝕等級(jí)Tab.1 Shore hardness and damage level of the materials
2.2 共擠工藝對(duì)燃?xì)夤鼙Ｗo(hù)層剝離強(qiáng)度的影響
為PE燃?xì)夤芴砑覲P外保護(hù)層，通常可通過(guò)共擠出技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；然而，共擠工藝對(duì)保護(hù)層的剝離強(qiáng)度有顯著影響。如表2所示，當(dāng)采用內(nèi)外層在一個(gè)模具中同時(shí)共擠出時(shí)，其保護(hù)層的剝離強(qiáng)度可達(dá)到46 N/mm，而采用分步共擠出工藝時(shí)，即先擠出內(nèi)層PE管材，在冷卻定型后，牽引之前共擠上外防護(hù)層PP層，其保護(hù)層剝離強(qiáng)度則為0.16 N/mm。帶PP保護(hù)層的PE燃?xì)夤茉谶B接時(shí)，須將外保護(hù)層剝離一定的長(zhǎng)度，然后才能進(jìn)行熱熔或者電熔連接。較高的保護(hù)層剝離強(qiáng)度，其保護(hù)層不易剝離，影響了燃?xì)夤懿牡倪B接效率；但過(guò)低的剝離強(qiáng)度，復(fù)合管材可能在運(yùn)輸或安裝過(guò)程中發(fā)生內(nèi)層和保護(hù)層分離現(xiàn)象。因此，合適的剝離強(qiáng)度對(duì)雙層復(fù)合管而言至關(guān)重要。實(shí)踐證明，當(dāng)雙層復(fù)合管材在同一個(gè)模具中共擠出時(shí)，外保護(hù)層的剝離需要借助外力，而且對(duì)管材的表面影響較大，管材熔接后接頭的品質(zhì)下降；當(dāng)采用分步共擠出時(shí)，外保護(hù)層的黏附力又太小，極易和內(nèi)PE層脫離。此外，燃?xì)夤懿膶?duì)尺寸要求較高，雙層在同一個(gè)模具中共擠時(shí)很難準(zhǔn)確控制內(nèi)層PE管的尺寸在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。因此，綜合來(lái)看，制備雙層復(fù)合管時(shí)采用分步共擠出工藝更合理，但仍需對(duì)外層的黏附力進(jìn)行改性，以提高外保護(hù)層的剝離強(qiáng)度。
表2 共擠工藝對(duì)保護(hù)層剝離強(qiáng)度的影響Tab.2 Influence of co-extrusion technology on peel strength of the covering layer
2.3 黏附力改性劑對(duì)燃?xì)夤鼙Ｗo(hù)層剝離強(qiáng)度的影響
PE和PP的相容性較差，分步共擠出時(shí)，其剝離強(qiáng)度較低，影響了PE燃?xì)夤懿牡氖褂?。黏附力改性劑可提高外保護(hù)層的黏附力，從而有效改善外保護(hù)層的剝離強(qiáng)度。如圖2所示，保護(hù)層的剝離強(qiáng)度隨黏附力改性劑添加量的增加而增大。這是因?yàn)轲じ搅Ω男詣┮冶鹉z中既含有大量的乙烯鏈段，和內(nèi)層PE鏈段間具有較強(qiáng)的范德華相互作用力；同時(shí)它又有大量的丙烯鏈段和外保護(hù)層PP鏈段間同樣也具有較強(qiáng)的相互作用，從而可有效改善PE和PP的相容性，增加界面層的相互作用，整體表現(xiàn)為剝離強(qiáng)度的上升。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可通過(guò)調(diào)節(jié)黏附力改性劑的用量得到合適的剝離強(qiáng)度。根據(jù)大量實(shí)踐證明，在運(yùn)輸過(guò)程中，當(dāng)剝離強(qiáng)度達(dá)到0.2 N/mm以上時(shí)，內(nèi)、外層出現(xiàn)滑脫的現(xiàn)象大為減少；而在安裝連接過(guò)程中，當(dāng)剝離強(qiáng)度超過(guò)0.5 N/mm時(shí)，通過(guò)人力很難將內(nèi)、外層進(jìn)行剝離。因此耐白蟻雙層復(fù)合燃?xì)夤艿倪m宜剝離強(qiáng)度應(yīng)控制在0.2～0.5 N/mm之間。由圖2可知，黏附力改性劑添加3份以上為宜。
圖2 黏附力改性劑對(duì)保護(hù)層剝離強(qiáng)度的影響Fig.2 Influence of the adhesion strength modifier on peel strength of the covering layer
3 結(jié)論
(1)肖氏硬度(D)達(dá)到73.5的PP管材其白蟻蛀蝕等級(jí)為1，適合作為PE燃?xì)夤懿牡耐獗Ｗo(hù)層；
(2)分步共擠法更適合用于PE/PP復(fù)合燃?xì)夤艿闹苽洌?/p>
(3)當(dāng)黏附力改性劑添加量為3份以上時(shí)，雙層復(fù)合燃?xì)夤懿牡膭冸x強(qiáng)度滿足使用要求。
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關(guān)于舉辦第五屆全國(guó)塑料顏色應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)的通知
各有關(guān)單位：
為了提高塑料行業(yè)配色人員的配色水平以及更好地應(yīng)用顏色，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)交流，在成功舉辦了前四屆技術(shù)研討會(huì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)眾多企業(yè)的要求，中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)教育與培訓(xùn)委員會(huì)將于2017年11月16-18日，在浙江臺(tái)州舉辦“第五屆全國(guó)塑料顏色應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)”。從這里，將帶你認(rèn)識(shí)最新的顏色知識(shí)與理論，科學(xué)、優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便的選用顏料，并使用相關(guān)技術(shù)與儀器創(chuàng)建顏色標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試及管理顏色，了解色母粒的改性技術(shù)及應(yīng)用等，全面提升色彩管理人員的知識(shí)水平與應(yīng)用能力，更好地對(duì)接和服務(wù)國(guó)際市場(chǎng)與用戶，降低公司產(chǎn)品因色差造成的損失，提高公司產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
一、會(huì)議信息：
時(shí)間：2017年11月16-18日(11月16日?qǐng)?bào)到，17-18日培訓(xùn)，學(xué)員可根據(jù)自己在實(shí)際工作中遇到的難點(diǎn)問(wèn)題，自帶樣品，通過(guò)和專家互動(dòng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析、探討、測(cè)試，給予解決方案。)
地點(diǎn)：浙江臺(tái)州羅曼國(guó)際大酒店(黃巖區(qū)勞動(dòng)南路358號(hào) - 勞動(dòng)南路東側(cè) 酒店總機(jī)：0576-84239999)
主辦單位：中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)教育與培訓(xùn)委員會(huì)、中國(guó)塑協(xié)多功能母料專業(yè)委員會(huì)
協(xié)辦單位：臺(tái)州蘇達(dá)山新材料有限公司、廣東彩虹塑膠顏料有限公司
二、會(huì)議主要內(nèi)容
(1)塑料著色及色母之生產(chǎn)應(yīng)用：塑料著色的概述；原輔材料的選用(塑料著色劑、分散劑)；關(guān)于載體塑料；分散技術(shù)(粉體三態(tài)、顏料分散理論、熔體剪切分散原理)；色母的幾種主要生產(chǎn)工藝(干法生產(chǎn)工藝、濕法生產(chǎn)工藝)；母料在塑料包裝領(lǐng)域的應(yīng)用(著色功能類、加工功能類、附加功能類)。
(2)顏(染)料的分類、應(yīng)用及注意要點(diǎn)：著色用顏(染)料要求的主要性能指標(biāo)；顏(染)料的命名；顏(染)料的索引號(hào)(C.I)；顏料的分類，有機(jī)、無(wú)機(jī)在高分子材料上合理應(yīng)用和注意要點(diǎn)；染料的分類；在丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸脂、聚氮乙稀、聚酰胺中的應(yīng)用和注意要點(diǎn)。
(3)影響著色劑選擇必須考慮因素的分析和歸類：顏色和色彩性能，加工成型工藝及條件，添加組分的影響(填充/增強(qiáng)，阻燃，功能性添加等)，制成品使用條件和年限等，安全環(huán)保。
(4)色母料的性能測(cè)式及老化評(píng)價(jià)。
(5)色母粒前沿技術(shù)的應(yīng)用及計(jì)算機(jī)輔助配色技術(shù)應(yīng)用。
(6)塑料顏色管理流程與案例分享：汽車、家電、電子等塑料制品生產(chǎn)顏色品控流程SOP建立；人造革、皮革生產(chǎn)顏色管理流程和方法；注塑生產(chǎn)顏色控制方法；汽車家電、電子等生產(chǎn)之全自動(dòng)顏色測(cè)量和控制技術(shù)。
(7)塑料色母粒制備技術(shù)及色母粒對(duì)塑料性能的影響。
三、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn):
會(huì)務(wù)費(fèi)：8月25日前報(bào)名2200元/人；8月25日-9月25日前報(bào)名2800元/人；10月1日后及現(xiàn)場(chǎng)繳費(fèi)3500元/人(含餐費(fèi)、資料費(fèi)、專家費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)等)。
住宿自理：(298元/間/天/無(wú)電腦，328元/間/天/有電腦)。
會(huì)議期間企業(yè)產(chǎn)品展示：展臺(tái)2000元/個(gè)(1個(gè)展桌，2把椅子)。
會(huì)刊廣告：封面5000元，封底4000元，封二3000，彩插2000元。
會(huì)議論文：為便于大會(huì)交流和研討，現(xiàn)征集與會(huì)議主題有關(guān)的論文和交流材料，主辦單位將擇優(yōu)編入論文集，并推薦部分優(yōu)秀論文和典型案例在會(huì)上交流。
四、聯(lián)系方式
電話：13681261335(劉芳) 13439606287(褚金榮) 18600423869(高昕)
傳真：010-59732239
E-mail：gaoxinhorse@126.com或sczyliufang@126.com
Study on Termite-resistant Polyethylene Gas Pipes
ZHANG Weifeng, LI Tongyi, SONG Keming,WANG Tingting, ZHOU Ping
(Guangdong Lesso Technology Industrial Co, Ltd, Foshan 528318, China)
In this work, termite-resistant gas pipes were manufactured by using four types of polyethylene (PE) and two types of polypropylene (PP) and their resistance to termite damage was investigated intensively. Effects of coextrusion technology and adhesion modifiers on peel strength of PP protection layer were also evaluated. The results indicated that damage level of the pipes by termites reached 3 when being prepared by using PE, but it could reach 1 by using PP protection layer with a shore hardness of 73.5. The step-by-step coextrusion technology was considered as an optimum choice for the preparation of termite-resistant gas pipes. The peel strength of the protection layer increased with an increase of the content of the adhesion modifier, and it reached an optimum value when more than 3 phr of adhesion modifier was added into the protection layer.
polyethylene; polypropylene; termite resistance; step-by-step coextrusion technology; peel strength
2017-03-01
TQ325.1
B
1001-9278(2017)08-0052-04
10.19491/j.issn.1001-9278.2017.08.009
聯(lián)系人，420825771@qq.com
