Effect of carbon black on physical properties of polyethylene pipes for water supply

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.01.006

Abstract

Abstract:

The effect of carbon black on the physical properties of polyethylene pipes with different carbon black weight fraction was investigated. the results indicated that carbon black had a certain effect on the oxidation induction time（OIT）， tensile properties and density of the thermoplastic compounds. With the same raw materials and process， the density was linearly related to the content of carbon black， and the density increased with an increase in the content of carbon black. In the carbon black content range of 1.43 %~3.51 %， the OIT became smaller with an increase in the dispersion grade of carbon black， and the OIT at 200 ℃ increased by 1.3~1.6 times compared to that at 210 ℃. The concept of the fracture success rate was defined as the stretching enough samples until five samples were successfully broken with the ratio of five to the total number of tests. The fracture success rate became smaller with an increase in the dispersion grade of carbon black. Moreover， it was proposed that the national standard GB/T 8804.1—2003 only required the data of successful breaking. This cannot reflect the tensile quality of pipes objectively and truly. It was suggested to consider the concept of fracture success rate.

Key words: oxidation induction time, tension, density, carbon black content, carbon black dispersion, polyethylene, pipe, fracture success rate

CLC Number:

TQ325.1⁺2

CAI Haokun, DONG Jian, JIANG Zhongyi. Effect of carbon black on physical properties of polyethylene pipes for water supply[J]. China Plastics, 2022, 36(1): 42-46.

Figures/Tables 8

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样品	炭黑含量/%	炭黑分散/级	屈服强度/MPa	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	断裂成功率/%
1^#	2.30	1.4	23.09	29.55	748.0	100.0
2^#	1.52	1.6	21.97	29.57	714.0	83.3
3^#	1.43	1.7	21.75	30.49	735.4	55.6
4^#	1.97	1.9	21.82	29.92	746.9	35.7
5^#	2.08	1.9	22.07	29.02	728.5	45.5
6^#	3.51	2.4	21.93	28.82	737.8	41.7

样品	炭黑含量/%	炭黑分散/级	屈服强度/MPa	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	断裂成功率/%
1^#	2.30	1.4	23.09	29.55	748.0	100.0
2^#	1.52	1.6	21.97	29.57	714.0	83.3
3^#	1.43	1.7	21.75	30.49	735.4	55.6
4^#	1.97	1.9	21.82	29.92	746.9	35.7
5^#	2.08	1.9	22.07	29.02	728.5	45.5
6^#	3.51	2.4	21.93	28.82	737.8	41.7

样品	试验次数
样品	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1^#	○	○	○	○	○	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2^#	○	○	○	○	×	○	-	-	-	-	-	-	-	-
3^#	×	×	○	○	○	×	○	×	○	-	-	-	-	-
4^#	×	×	×	×	○	○	×	○	×	○	×	×	×	○
5^#	×	○	×	○	×	○	×	○	×	×	○	-	-	-
6^#	×	×	○	×	×	○	×	○	×	×	○	○	-	-

样品	试验次数
样品	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1^#	○	○	○	○	○	-	-	-	-	-	-	-	-	-
2^#	○	○	○	○	×	○	-	-	-	-	-	-	-	-
3^#	×	×	○	○	○	×	○	×	○	-	-	-	-	-
4^#	×	×	×	×	○	○	×	○	×	○	×	×	×	○
5^#	×	○	×	○	×	○	×	○	×	×	○	-	-	-
6^#	×	×	○	×	×	○	×	○	×	×	○	○	-	-

样品	屈服强度/MPa	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%
1^#	-	-	-
2^#	21.99	21.99	589.1
3^#	21.82	25.08	614.3
4^#	21.88	21.88	584.7
5^#	21.98	21.98	592.5
6^#	21.77	22.18	601.4