Structure and properties of temperature⁃resistant PE⁃HD pipe material

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.004

Abstract

Abstract:

The microstructures of the domestic PE⁃HD product （8100M） and some imported PE⁃HD products were comparatively analyzed using infrared spectrum， differential scanning calorimeter， gel permeation chromatography， and nuclear magnetic resonance. The performance of cross⁃linked PE⁃HD samples was further investigated. The results indicated the cross⁃linking degree of PE⁃HD could be improved by reducing MFR， enlarging molecular weight distribution， and adding co⁃monomer. The design for the MFR of PE⁃HD 8100M was considered to be reasonable， together with a high average molecular weight and narrow molecular weight distribution. The PE⁃HD 8100M powders exhibited a concentrated particle size distribution and a larger average particle size. This facilitates the uniform dispersion of additives in the matrix. The cross⁃linking reaction of PE⁃HD first occurs between macromolecules， resulting in a decrease in the tensile properties of PE⁃HD decreased after cross⁃linking. The extruded pipe based on PE⁃HD 8100M passed the classification certification and was assessed to be the PE80 grade pipe material.

Key words: peroxide, high density polyethylene, pipe, average particle size

CLC Number:

TQ 325.1⁺2

ZHU Jingyun, GU Fenglai, YAN Wei, YI Huijun. Structure and properties of temperature⁃resistant PE⁃HD pipe material[J]. China Plastics, 2022, 36(12): 24-30.

Figures/Tables 14

References 11

1	龚方红，李锦春，俞强，等. 交联方法对交联聚乙烯结晶行为的影响［J］. 应用化学，1998，（10）：33.
	GONG F H， LI J C， YU Q， et al. On the crystallization Behavior of Silane Crosslinked LDPE and Peroxide Crosslinked LDPE［J］.Chinese Journal of Appllied Chemistry，1998，（10）：33.
2	金可中，陈一东.聚乙烯交联技术与应用［J］.化学建材，1998， 14（4）：10⁃13.
	JIN K Z， CHEN Y D.Technology and application of cross⁃linking polyethylene［J］. Chemical Materials for Construction，1998，14（4）：10⁃13.
3	马良海，许秋康，杨素.过氧化物交联PE⁃HD热水管材料性能分析［J］.现代塑料加工应用，2006，18（3）：41.
	MA L H， XU Q K， YANG S.Properties analysis of peroxide crosslinked HDPE hot water pipe［J］.Modern Plastics Processing and Applications，2006，18（3）：41.
4	段景宽，罗炎，王亚珍.硅烷接枝交联聚乙烯技术［J］.桂林电子工业学院学报，2005，25（3）：84.
	DUAN J K， LUO Y， WANG Y Z.A study on the grafting of vinyl silane onto PE and the cross⁃linking of silane grafted PE［J］.Journal of Guilin University of Electronic Technology，2005，25（3）：84.
5	AnderssonL H U，GustafassonB，HjietbergT. Crosslinking of bimodal polyethylene［J］. Polymer， 2004，45：2577.
6	［日］山下晋三，金字柬助. 交联剂手册［M］. 北京：化学工业出版社，1990：151.
7	王俊荣，张利粉，李克营.交联聚乙烯专用料的结构与性能［J］.石化技术与应用，2018，36（1）：23.
	WANG J R， ZHANG L F， LI K Y. Structures and properties of crosslinked polyethylene composite materials［J］.Petrochemical Technology and Application，2018，36（1）：23.
8	王世波，张磊，张长礼，等.聚乙烯粉料流动性的表征及影响因素分析［J］.合成树脂塑料，2013，30（6）：49.
	WANG S B， ZHANG L， ZHANG C L， et al. Characterization of polyethylene powder fluidity and its factor analysis［J］.China Synthetic Resin Plastics，2013，30（6）：49.
9	李朋朋，白锦豫，薛山，等.氯化聚乙烯专用HDPE的结构与性能研究［J］.塑料工业，2012，40（7）：89.
	LI P P， BAI J Y， XUE S，et al. Structure and properties of HDPE special resins for chlorinated polyethylene［J］.China Plastics Industry，2012，40（7）：89.
10	KhonakdarH A，MorshedianJ，WagenknechtU，et al. An investigation of chemical crosslinking effect on properties of high⁃density polyethylene［J］. Polymer， 2004，47：4301.
11	史伟，王伟明. 过氧化物交联聚乙烯管材的生产工艺［J］.工程塑料应用，2004， 32（7）：26.
	SHI W， WANG W M. Production process of peroxide⁃crosslinked PE pipe［J］.Engineering Plastic Application，2004， 32（7）：26.

样品	5000S	6380M	7600M
MFR（5 kg，190 ℃）/g·（10 min）^-1	3.0	0.50	0.24
交联度/%	7.9	60.7	65.6

样品	5000S	6380M	7600M
MFR（5 kg，190 ℃）/g·（10 min）^-1	3.0	0.50	0.24
交联度/%	7.9	60.7	65.6

样品	6800CP	6380M
MFR（5 kg，190 ℃）/g·（10 min）^-1	0.50	0.51
分子量分布	6.1	12.4
交联度/%	60.7	50.6

样品	6800CP	6380M
MFR（5 kg，190 ℃）/g·（10 min）^-1	0.50	0.51
分子量分布	6.1	12.4
交联度/%	60.7	50.6

测试项目	1^＃	2^＃	8100M
M_w/×10⁴	26.2	29.3	30.8
M_n/×10⁴	5.4	5.6	4.5
分子量分布（D）	4.9	5.3	6.8