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淺析生產工藝對滴灌帶耐環境應力開裂性能的影響

編輯:  更新于:2008年10月25日  閱讀量:

實驗及應用表明,聚乙烯(PE)是對環境應力開裂(ESCR)極為敏感的材料,滴灌帶主要原料便是PE,當滴灌帶在長期承受內壓及其他環境因素影響情況下易發生應力開裂現象,直接影響了滴灌帶的使用壽命和性能,因此,ESCR性能是評定滴灌帶使用壽命的一項重要指標。無論PE原料本身還是滴灌帶生產過程中的某些變化,都可能通過滴灌帶ESCR性能的改變反映出來。

引起PE制品 ESCR性能最主要的外界因素是應力作用,如PE在成型過程中因熱驟變在PE晶態和非晶態的相變邊緣產生內應力,以及在使用、貯存過程中受到的應力作用,都會在球晶面及徑向引起開裂;另外在某些環境介質的作用,如熱、氧、溶劑及非溶劑物質的作用,降低PE表面能,也使制品存在出現開裂的隱患。在調整配方時考慮原料及成品的性能因素很多,而某些性能又互相影響和制約著,從原料配方考慮ESCR性能時,僅在工藝穩定的情況下,能滿足標準要求即可,所以,生產工藝的波動對滴灌帶ESCR性能的影響應引起重視。

1、設備的影響:

擠出機塑化容量太小,原料在料筒內塑化不充分;塑化容量太大,塑料在料筒內受熱和受剪切作用的時間過長,原料容易老化、降解,使制品變脆降低其ESCR性能;料筒在制備過程或在使用中因磨損產生死角,以及原料因分解或凝膠在料筒上形成殘留物,也容易促進熔料降解;口模結構設計若存在流料死角或障礙物也會產生同樣的效果。為此,在生產過程中應關注設備出現的異常和磨損。

2、混料工藝的影響

原料中混有其它雜質或摻雜了不適當的溶劑或其它添加劑時,導致生產過程中原料熔體中形成不熔物或在熔體中形成不相容相界面;原料混合不均勻,熔融溫度較低的原料因聚集而發生降解;有些原料在受潮狀況下,加熱會與水汽發生催化裂解反應,同時因原料中過多的水分,在擠出成型中受高溫而產生的水汽,在制品中形成氣泡,上述因素都可導致成品形成隱患,誘發應力開裂的質量問題。因此,在混料過程中,必須確保原料的清潔、干燥,混合的均勻性。

3、工藝溫度的影響

滴灌帶生產成型中,擠出機料筒及口模溫度過高,原料易受熱分解;料筒溫度過低,導致原料塑化不良產品;口模溫度太低,原料過早冷卻,熔接縫融合不良,這些因素都會導致成品ESCR性能變差。

當成品定型時,冷卻水的溫度直接影響著產品的冷卻速度,而冷卻速度又影響到成品的結晶狀態,當冷卻水溫太低,冷卻速度過快,原料大分子鏈尚未來得及收縮便已冷卻定型,將在制品內部產生較大殘余應力;當冷卻水溫過高冷卻速度過慢,制品結晶度較高,導致制品拉伸性能及柔韌性下降,因此,只有適中冷卻水溫和冷卻速度,可使滴灌帶內壁生成晶形細小且結晶度適中的聚集態,對滴灌帶其它性能及[Page]ESCR性能均有利。同時,生產速度與擠出機擠出量,以及冷卻速度之間的相互配合,對滴灌帶各項性能的影響也會產生相當重要的作用。因此,在出現異常情況時,如外觀質量波動時,進行工藝參數的微量調整時,應關注對成品物理性能的影響。

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