热塑性交联聚乙烯（TPEXa）管材的制备及性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.01.002

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (1): 8-12.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.01.002

热塑性交联聚乙烯（TPEXa）管材的制备及性能研究

段凯歌(), 朱辉, 倪佳, 泮豪, 周朝锡, 陈小蝶, 梅振威, 于东明

浙江曼瑞德舒适系统有限公司聚合物实验室，浙江温州 325000

收稿日期:2022-08-23 出版日期:2023-01-26 发布日期:2023-01-26
作者简介:段凯歌（1987-），女，工程师，主要从事高分子材料的研究,584654638@qq.com

Preparation and properties of cross⁃linked thermoplastic polyethylene （TPEXa） pipes

DUAN Kaige(), ZHU Hui, NI Jia, PAN Hao, ZHOU Chaoxi, CHEN Xiaodie, MEI Zhenwei, YU Dongming

Polymer Lab，Zhejiang Menred Comfort System Co，Ltd，Wenzhou 325000，China

Received:2022-08-23 Online:2023-01-26 Published:2023-01-26

摘要/Abstract

摘要：

选取耐热聚乙烯（PERT）进行微交联改性制备出一种热塑性交联聚乙烯（TPEXa）管材，使其在保留PERT管热塑性的基础上提高耐热性和抗蠕变性，研究了交联剂含量对TPEXa材料熔体质量流动速率和交联度的影响，并对TPEXa管材的静液压性能、热熔回收性能及回收料的力学性能进行了测试。结果表明，当交联剂的含量为0.08 %时，TPEXa材料的熔体质量流动速率为5.6 g/10 min（190 ℃，21.6 kg），交联度为2.3 %，负荷变形温度可以达到78 ℃（Tf0.45），耐温性能较好。制备的管材可以通过95 ℃下22 h、165 h和1 000 h静液压测试，测试所用环应力超过PERT II管接近PEX管材环应力的规定，具有较好的耐温性能和抗蠕变性能，并且可以进行热熔回收，回收料具有较好的力学性能。

关键词: 热塑性交联聚乙烯管材, 热塑性, 耐热性, 抗蠕变性, 力学性能

Abstract:

Polyethylene with raised temperature resistance （PERT） was modified through micro⁃crosslinking to obtain a new type of cross⁃linked thermoplastic polyethylene （TPEXa） pipes. The resultant PERT pipe not only retained good thermoplasticity but also obtained an improvement in heat resistance and creep resistance due to partial crosslinking in the PEX pipes. The influence of the content of crosslinking agent on the melt mass⁃flow rate and crosslinking degree of TPEXa material was investigated， and the hydrostatic properties， hot melt recovery performance， and mechanical properties of the recycled TPEXa pipe material were characterized. The results indicated that the TPEXa material obtained a melt mass⁃flow rate of 5.6 g/10 min （190 ºC， 21.6 kg）， a crosslinking degree of 2.3 %， and a heat deformation temperature of 78 ºC （Tf0.45） at a crosslinking agent content of 0.08 wt%. The prepared pipe passed 22 h， 165 h and 1000 h hydrostatic tests at 95 ºC. The ring stress applied in the tests exceeded the requirements of the ring stress of PERT II pipe and was close to the ring stress of PEX pipes. The TPEXa material exhibits good temperature resistance and creep resistance. This material can be melted and recycled， and the recycled material presents good mechanical properties.

Key words: cross?linked thermoplastic polyethylene pipe, thermoplasticity, heat resistance, creep resistance, mechanical property

中图分类号:

TQ325.1⁺2

段凯歌, 朱辉, 倪佳, 泮豪, 周朝锡, 陈小蝶, 梅振威, 于东明. 热塑性交联聚乙烯（TPEXa）管材的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2023, 37(1): 8-12.

DUAN Kaige, ZHU Hui, NI Jia, PAN Hao, ZHOU Chaoxi, CHEN Xiaodie, MEI Zhenwei, YU Dongming. Preparation and properties of cross⁃linked thermoplastic polyethylene （TPEXa） pipes[J]. China Plastics, 2023, 37(1): 8-12.

图/表 8

样品编号	PERT II含量/%	1076含量/%	DTBP含量/%
1^#	99.56	0.4	0.04
2^#	99.60	0.4	0.08
3^#	99.58	0.4	0.12
4^#	99.44	0.4	0.16
5^#	99.40	0.4	0.20

表1 TPEXa材料的样品配方表

Tab.1 Formula of TPEXa

图1 TPEXa管的挤出过程

Fig.1 Extrusion process of TPEXa pipe

DTBP含量/%	熔体质量流动速率/g·（10 min^-1）	交联度/%
0.04	8	测不出
0.08	5.6	2.3
0.12	0.9	5.4
0.16	测不出	20
0.20	测不出	35

表2 交联剂含量对TPEXa熔体质量流动速率和交联度的影响

Tab.2 Effects of crosslinking agent content on TPEXa melt mass flow rate and degree of crosslinking

材料名称	负荷变形温度/℃
PERT Ⅱ	74
PE⁃Xa	78
TPEXa	81

表3 负荷变形温度测试结果

Tab.3 Results of load deformation temperature test

管材	温度/℃	时间/h	环应力/MPa	结果
PERT II	95	22	4.1	无渗漏、无破裂
		165	4.0
		1 000	3.8
PE⁃Xa	95	22	4.7	无渗漏、无破裂
		165	4.6
		1 000	4.4
TPEXa	95	22	4.7	无渗漏、无破裂
		165	4.4
		1 000	4.1

表4 静液压测试结果

Tab.4 Results of hydrostatic test

图2 TPEXa回收料注塑样条

Fig.2 TPEXa recycled material injection splines

图3 TPEXa回收料拉条

Fig.3 TPEXa recycled material straps

材料名称	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%
TPEXa 管回收料	21.6	520
纯PERT II料	22.4	560

表5 材料的拉伸性能测试结果

Tab.5 Results of tensile properties

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