馬桂梅

（金川鎳都實(shí)業(yè)有限公司，甘肅 金昌 737100 ）

聚乙烯由于其結(jié)構(gòu)上的特征，往往不能承受較高的溫度，機(jī)械強(qiáng)度不足，限制了其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。為提高聚乙烯的性能，對(duì)聚乙烯進(jìn)行交聯(lián)，通過(guò)聚乙烯分子間的的共價(jià)鍵形成一個(gè)網(wǎng)狀的三維結(jié)構(gòu)，迅速改善了聚乙烯樹(shù)脂的性能，如熱形變性、耐磨性、耐化學(xué)藥品性、耐應(yīng)力開(kāi)裂等一系列物理、化學(xué)性能。

1 概述

1.1 鋼襯塑產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)

鋼襯塑防腐就是在鋼制設(shè)備內(nèi)襯塑料并將它用于防腐事業(yè)上。鋼襯塑防腐主要技術(shù)為松襯、緊襯、滾塑和模壓，本實(shí)驗(yàn)方法主要對(duì)粉末狀PE 或PO 通過(guò)滾塑法襯于鋼件表面的產(chǎn)品進(jìn)行探索。化工生產(chǎn)涉及腐蝕性的物質(zhì)是非常廣泛的，防腐設(shè)備也有全塑、玻璃鋼、搪瓷等，但鋼襯塑防腐產(chǎn)品更受歡迎，如鋼襯塑儲(chǔ)罐，與全塑儲(chǔ)罐相比具有鋼的強(qiáng)度，不變形；鋼襯塑儲(chǔ)罐比玻璃鋼儲(chǔ)罐更抗老化，且具有不脫層、耐磨損的特點(diǎn)；與搪瓷的設(shè)備相比，其使用壽命更長(zhǎng)。

1.2 鋼襯塑產(chǎn)品的成型方式

我公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)防腐龜甲襯里產(chǎn)品，即在鋼制制品上襯塑，從而使產(chǎn)品既能達(dá)到鋼制制品的強(qiáng)度，又能起到防腐的作用，滿足使用環(huán)境要求。防腐龜甲襯里產(chǎn)品的生產(chǎn)方法主要為滾塑成型法，即先對(duì)鋼件進(jìn)行鉚焊、噴砂、打磨處理，再對(duì)鋼件進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到工藝要求溫度開(kāi)始噴灑交聯(lián)聚乙烯，成型機(jī)邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊上料，達(dá)到厚度要求冷卻至自然溫度，停止轉(zhuǎn)動(dòng)并流入下道工序。

2 試驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)依據(jù)

交聯(lián)度是交聯(lián)聚乙烯的關(guān)鍵性指標(biāo)，對(duì)材料性能、施工工藝和使用具有非常重要的影響。交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)度大小與生產(chǎn)時(shí)的工藝條件有直接的關(guān)系，采用滾塑法生產(chǎn)的產(chǎn)品交聯(lián)度肯定小于擠出法生產(chǎn)的，但沒(méi)有相應(yīng)的交聯(lián)度檢測(cè)方法，因此對(duì)滾塑法生產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)度進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)。

依據(jù)《交聯(lián)聚乙烯（PE-X）管材與管件 交聯(lián)度的試驗(yàn)方法》（GB/T 18474—2001）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，抽取交聯(lián)聚乙烯管材（從管材距端面10 mm 處的橫截面上切取一圈）和采用滾塑法制成的樣片同時(shí)進(jìn)行交聯(lián)度對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)原理

交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)達(dá)到一定程度時(shí)，材料才能有良好的電器性能、耐熱變形性和耐環(huán)境變化性，交聯(lián)度是指經(jīng)過(guò)交聯(lián)的聚乙烯在二甲苯中高溫回流，使沒(méi)有交聯(lián)的聚乙烯分子溶于二甲苯，溶解不掉的即交聯(lián)聚乙烯凝膠，凝膠占回流的聚乙烯試樣的質(zhì)量百分比就是凝膠含量，即為交聯(lián)度。

2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

恒溫水浴箱，電子天平，回流裝置，調(diào)壓器，加熱圈，二甲苯（分析純）。

2.4 實(shí)驗(yàn)步驟

將樣片在95 ℃的沸水中進(jìn)行8 h 水解，待干燥后，刮除材料表面層，切取厚度為0.1～0.2 mm 的薄片，試樣質(zhì)量為0.3～0.4 g。剪取一塊40 mm×60 mm清潔、干燥的篩網(wǎng)并稱重，精確到1 mg，作為m1。將試樣裝入篩網(wǎng)中，裹成網(wǎng)袋并稱重，精確到1 mg，作為m2。將二甲苯溶劑倒入圓底燒瓶?jī)?nèi)，加入量為溶劑與試樣的質(zhì)量比不小于500∶1，然后向溶劑中加入溶劑質(zhì)量1%的抗氧劑（1010）。用金屬絲將包有試樣的網(wǎng)袋裝入實(shí)驗(yàn)燒瓶，并懸空浸入二甲苯溶劑中。開(kāi)啟加熱裝置加熱溶劑至沸騰，控制冷凝回流速度在20～40 滴·min-1，萃取時(shí)間為8 h。小心取出網(wǎng)袋，倒掉二甲苯，再放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥，溫度140 ℃，時(shí)間3 h。取出網(wǎng)袋，待冷卻后稱重，精確到1 mg，作為m3。依據(jù)公式（1）計(jì)算交聯(lián)度。

2.5 實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，數(shù)據(jù)如表1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置圖

表1 試驗(yàn)方法驗(yàn)證數(shù)據(jù)

交聯(lián)聚乙烯管材交聯(lián)度為74.7%，廠家測(cè)試結(jié)果為75%，證明實(shí)驗(yàn)方法沒(méi)有問(wèn)題。而對(duì)滾塑法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行8 h 萃取的殘留物為1.3%，不能反映材料性能，原因?yàn)閿D出工藝生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯在高壓力、恒定溫度、高剪切力下生成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊密，樣片在二甲苯萃取下，耐萃取性強(qiáng)。擠出法和滾塑法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯有很大的性能差別。因此采用擠出工藝交聯(lián)度測(cè)定方法，數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映滾塑法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯實(shí)際交聯(lián)度，對(duì)滾塑法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯必須降低萃取時(shí)間來(lái)進(jìn)行測(cè)量，萃取時(shí)間應(yīng)重新設(shè)定。同樣的實(shí)驗(yàn)方法每降低1 h 進(jìn)行梯度實(shí)驗(yàn)，以接近供貨方提供的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，確定滾塑成型法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯產(chǎn)品的交聯(lián)度。

由表2 可知，萃取4 h 為滾塑成型法生產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯產(chǎn)品的最佳時(shí)間。

表2 滾塑法交聯(lián)度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

采用滾塑法生產(chǎn)的樣片，萃取4 h 交聯(lián)度接近擠出法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯管材的交聯(lián)度，也接近原料廠家提供的檢測(cè)數(shù)據(jù)，因此最終確定滾塑法生產(chǎn)的交聯(lián)聚乙烯交聯(lián)度測(cè)定時(shí)間為4 h，同時(shí)作為交聯(lián)聚乙烯原材料進(jìn)貨驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。