Structures and properties of PP⁃RCT tube materials with high⁃pressure level

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.009

Abstract

Abstract:

The properties and existing problems of random copolymerization polypropylene pipe materials were briefly introduced， and the development of new technologies and products at home and abroad were discussed. Taking two representative PP⁃RCT tube materials as a research object， the structures and properties of the specific tube materials were analyzed and characterized by means of nuclear magnetic resonance carbon spectroscopy， gel permeation chromatography， differential scanning calorimetry， wide angle X⁃ray diffractometer， and rheometer. The results indicated that the two special materials presented different molecular structures， aggregation characteristics， rheological behaviors， and physical properties. This study offers a significant reference for the domestic development of PP⁃RCT tube materials with a high pressure⁃resistance grade.

Key words: random copolymer polypropylene, molecular structure, aggregate state structure, pressure resistance, resistance to creep

CLC Number:

TQ 325.1⁺4

ZHEN Jian, GAO Zhiwu. Structures and properties of PP⁃RCT tube materials with high⁃pressure level[J]. China Plastics, 2022, 36(12): 57-64.

Figures/Tables 16

References 12

1	谢建玲，王秀丽.国内外塑料管道原料现状与发展趋势［J］.齐鲁石油化工，2012，40（01）：43⁃49.
	XIE J L， WANG X L.Status and development of crude material for plastic pipes at home and abroad［J］ Qilu Petrochemical Technology， 2012，40（01）：43⁃49.
2	安芳成.聚丙烯行业发展现状及市场分析［J］.化工进展，2012，31（01）：246⁃251.
	AN F C. Current development review and market analysis on polypropylene industry［J］.Chemical Industry and Engineering Progress，2012，31（01）：246⁃251.
3	鄢薇，聚丙烯管材专用料PP⁃R 4400 的结构与性能分析［J］.石化技术，2021，28（05）：22⁃25.
	YAN W.The structure and properties of special materials for polypropylene pipes PP⁃R4400［J］.Petrochemical Industry Technology，2021，28（05）：22⁃25.
4	邹恩广，张瑀健，张瑞，等.高耐压等级聚乙烯管材树脂的研究进展［J］.高分子通报，2012，（04）：69⁃75.
	ZOU E G， ZHANG Y J， ZHANG R.et al. Progress in research and development of high pressure⁃resistance polyethylene pipe resins［J］.Polymer Bulletin，2012，（04）：69⁃75.
5	杜建强，高志武.工业管道专用PPH21⁃176的开发［J］.合成树脂及塑料，2020，37（03）：35⁃39.
	DU J Q， GAO Z W.Development of PPH21⁃176 specialty for industrial pipelines［J］.China Synthetic Resin，2020，37（03）：35⁃39.
6	钱欣，程蓉，周珏.等 .α和β成核剂对聚丙烯结晶行为的影响［J］.塑料工业，2003，（01）：24⁃26.
	QIAN X， CHENG R， ZHOU Y.et al. Influence of α and β⁃nucleators on crystallization behavior of PP［J］.China Plastics Industry，2003，（01）：24⁃26.
7	李小俊.聚丙烯β成核剂及其成核机理研究［D］.合肥：中国科技大学，2001.
8	吴其晔，巫静安.高分子材料流变学［M］.北京：高等教育出版社，2002：15.
9	信春玲，洪粲，何亚东.聚丙烯的流变性能及发泡性能研究［J］.塑料，2007，（01）：51⁃55.
	XIN C L， HONG C， HE Y D.Rheological properties and foam performance of polypropylene［J］.Plastics，2007，（01）：51⁃55.
10	丁会利，张洁，李景宜.无规共聚聚丙烯的流变性能研究［J］.塑料科技，2011，39（11）：51⁃54.
	DING H L， ZHANG J， LI J Y.Study on rheological properties of PP⁃R［J］.Plastics Science and Technology，2011，39（11）：51⁃54.
11	王浩水，王文清.PE100级管材专用树脂性能研究［J］.合成树脂及塑料，2006，（4）：24⁃26.
	WANG H S， WANG W Q. Study on properties of tubing speciality PE resin［J］.China Synthetic Resin，2006，（4）：24⁃26.
12	李笑喃，刘鹏波.聚丙烯熔体拉伸流变行为的研究［J］.塑料工业，2007，（03）：45⁃47.
	LI X N， LIU P B.Study on extensional flow behavior of PP melt［J］.China Plastics Industry，2007，（03）：45⁃47.

试样	M_w ×10^-4	M_n×10^-4	M_w/M_n	>100万/%	50~100万/%	10~50万/%	5~10万/%	1~5万/%	0~1万/%
GW1	81.2	14.4	5.6	20.97	19.58	43.55	8.89	6.4	0.61
GW2	87.3	13.1	6.7	22.04	18.24	42.32	9.46	7.13	0.81

试样	M_w ×10^-4	M_n×10^-4	M_w/M_n	>100万/%	50~100万/%	10~50万/%	5~10万/%	1~5万/%	0~1万/%
GW1	81.2	14.4	5.6	20.97	19.58	43.55	8.89	6.4	0.61
GW2	87.3	13.1	6.7	22.04	18.24	42.32	9.46	7.13	0.81

样品	ΔH_c/J·g^-1	T_c/℃	ΔH_m /J·g^-1	T_m/℃
GW1	71.3	108.3	83.7	133.2/145.0
GW2	78.2	103.3	87.8	137.6

样品	ΔH_c/J·g^-1	T_c/℃	ΔH_m /J·g^-1	T_m/℃
GW1	71.3	108.3	83.7	133.2/145.0
GW2	78.2	103.3	87.8	137.6

样品	T_c/℃	n	K	t_1/2/min	半结晶速率（G_1/2）/min^-1
GW1	114	1.34	0.49	1.19	0.84
	115	1.44	0.38	1.35	0.74
	116	1.52	0.26	1.63	0.61
	117	1.61	0.14	2.23	0.45
	118	1.76	0.08	2.94	0.34
GW2	106	1.54	1.80	0.62	1.61
	107	1.59	1.31	0.73	1.37
	108	1.65	0.95	0.85	1.18
	109	1.74	0.68	1.01	0.99
	110	1.82	0.43	1.27	0.79