SCM晶须高密度聚乙烯复合材料在塑料埋地排水管中的应用.doc

SCM晶须／高密度聚乙烯复合材料在塑料埋地排水管中的应用 SCM晶须／高密度聚乙烯复合材料在塑料埋地 排水管中的应用 王曦 (绵阳市仁智奇微新材料有限公司，绵阳， 621000) 摘要：本文成功的将SCM晶须应用于高密度聚乙烯增强改性，制得了熔混质量好的高性能 SCM／HDPE复合材料；并将SCM／HDPE复合材料成功的应用于塑料埋地排水管生产，在同类型同 口径的管材上，相同的管重，可以大幅度提高管材环刚度，以提高管材的品质，如果要求相同的管 材环刚度，可以减轻管重，而其它性能满足相关标准的要求。 关键字：SCM晶须高密度聚乙烯复合材料埋地排水管环刚度 1．前言 塑料埋地排水管广泛应用于各个领域，主要分为输送污水的排污管道和输送雨水的 排雨水管道。在塑料管的各种应用中，埋地排水管领域是最大的市场，根据发达国家的 统计，40％一50％的塑料管是应用于埋地排水管领域的。我国塑料埋地排水管还刚起步， 目前在塑料管用量中所占比例还不到10％，据北京塑料工业协会预测，在2001年到2010 年10年间，我国塑料埋地排水管的潜在需求量在4000万吨以上。国际上塑料埋地排水 管已经广泛应用几十年，我国是1998年后才逐步推广，由于塑料埋地排水管的独特优 越性和政府的支持与鼓励，近年来市场迅速发展，上海市、四川省已正式文件规定直径 400／alll以下的排水管要采用塑料埋地排水管，淘汰混凝土管。目前推广应用最好的是上 海、江苏、浙江、北京、山东、河北、四川、广东和福建。塑料埋地排水管道的主要原 材料为聚乙烯和聚氯乙烯。聚乙烯(PE)的应用近数年来比聚氯乙烯(PVC．U)发展更 快，在直径为800mm,-～3000mmm的埋地排水管几乎都是PE管，PE是一种高分子量的 有机合成材料，其分子式为(CH．CH)n．聚乙烯管道一般采用中密度和高密度聚乙烯， 该类聚乙烯既有良好的强度和刚性，又有良好的韧性，它之所以能够迅速占领市场，获得 人们的青睐，是因为聚乙烯管道具有如下优点： 1韧性、挠性好，PE有较高的断裂伸长率，强度和抗冲击性能好． 2耐腐蚀性能好． 3连接密封性好． 4流体阻力小，流通能力大． 5耐老化性能好，使用寿命长． 6抗低温能力强． 7运输和施工性好． 24 8．卫生无毒．9．PE管道采用合理的结构设计和组成设计，可以显著提高管材的环刚性，有效改 8．卫生无毒． 9．PE管道采用合理的结构设计和组成设计，可以显著提高管材的环刚性，有效改 善管材承受地面动静载荷的能力，增强管材工作时间的结构和形状稳定性及可靠性． 随着市政需求的增大和对管材技术性能要求的不断提高，特别是在满足管材长期使 用可靠性的要求下，要求压力管材能有更高的耐长期静液压强度，埋地排水管则要求有 更高的环刚度和强韧性。管材生产厂商普遍采用增加壁厚提高埋地排水管管材的环刚度 和强度，这无疑提高了生产成本，降低了利润空间。因此，研制开发一种既能提高管材 环刚度，又能保持壁厚或适度降低壁厚，且保持管材其它物理力学性能符合相关要求的 材料，将具有广阔的市场前景。本文正是基于塑料埋地排水管的巨大市场潜力，在现有 原材料性能缺失的基础上，使用了硅、钙、镁晶须(以下简称SCM晶须)，利用晶须增 强改性高聚物技术成功的研制出了SCM晶须／高密度聚乙烯复合材料[1】，以下简称 SCM／HDPE复合材料。使用SCM／HDPE复合材料，生产的同类型管材在同种口径时， 在相同管重情况下可以大幅度提高环刚度，而在相同环刚度时则可以降低管胚或矩管壁 厚，减轻管重，且仍保持良好的其它性能。SCM／HDPE复合材料适用于各种结构类型、 各种口径的埋地排水管。 2．实验 2．1主要原材料 SCM晶须；绵阳市仁智奇微新材料有限公司 增容剂；自制； 高密度聚乙烯；上海金菲石化 润滑剂；市售 碳黑；市售 加工助剂；市售 其它；市售 2．2实验与检测设备 高速混合机：SHR型，张家港市新科机械厂； 双螺杆挤出机：SHJ．50型，南京杰恩特机电有限公司； 熔体流动速率测试率：XLR-4000型，吉林大学科教仪器厂； 塑料注射成型机：海天机械有限公司； 微机控制电子万能试验机：CMT6000型，深圳市新三思计量技术有限公司 PE双壁波纹管材生产线： 潍坊中云机器有限公司 PE缠绕结构壁管材生产线： 青岛德意利机械有限责任公司 其他检验及实验设备 2．3实验方法 2．3．1 SCM／阳)PE复合材料的制各 应用新的粉体表面改性配方和技术制备活性SCM晶须【2】； 将活性SCM晶须、HDPE、增容剂、润滑剂、碳黑等其他助剂由高速混合机组均匀混合，经平行双螺杆挤出机熔融挤出造粒而得SCM／HDPE复合材料【3卜一【4]． 将活性SCM晶须、HDPE、增容剂、润滑剂、碳黑等其他助剂由高速混合机组均匀 混合，