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文档简介
1、改性沥青聚乙烯胎防水卷材 标准名称 改性沥青聚乙烯胎防水卷材 标准类型 中华人民共和国建材行业标准 标准号 JCT633-1996 附图图1; 图2; 图3; 图4; 图5; 图6; 标准正文 1范围 本标准规定了改性 标准名称 改性沥青聚乙烯胎防水卷材 标准类型 中华人民共和国建材行业标准标准号 JCT633-1996 附图图1; 图2; 图3; 图4; 图5; 图6; 标准正文 1范围 本标准规定了改性沥青聚乙烯胎防水卷材(以下简称改性沥青卷材)的分类、 技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存和运输。 本标准适用于以改性沥青为基料,以高密度聚乙烯膜为胎体和覆面材料,经滚 压、水冷、
2、成型制成的防水卷材。 2引用标准 GB326石油沥青纸胎油毡、油纸 GB328沥青防水卷材试验方法 3分类 31品种 按基料将产品分为氧化改性沥青防水卷材、丁苯橡胶改性氧化沥青防水卷材和 高聚物改性沥青防水卷材3类。 311氧化改性沥青防水卷材 用增塑油和催化剂将沥青氧化改性后,制成的防水卷材。 312丁苯橡胶改性氧化沥青防水卷材 用丁苯橡胶和塑料树脂将氧化沥青改性后,制成的防水卷材。 313高聚物改性沥青防水卷材 用几种高聚物将沥青改性后,制成的防水卷材。 32规格尺寸 长:10m: 宽:1100mm: 厚:3mm、4mm。 注:生产其它规格的卷材,可由供需双方协商确定。 33等级 按物理力
3、学性能将产品分为优等品(A)、一等品(B)和合格品(C)3个等级。 34标记 341代号 氧化改性沥青O(第一位表示) 丁苯橡胶改性氧化沥青M(第一位表示) 高聚韧改性沥青P(第一位表示) 高密度聚乙烯胎体E(第二位表示) 高密度聚乙烯覆面膜E(第三位表示) 342标记 卷材按产品名称、厚度、等级和标准编号顺序进行标记。 示例:3mm厚的一等品高聚物改性沥青聚乙烯膜胎防水卷材,其标记如下: 改性沥青卷材PEE 3B JCT633 4技术要求 41卷重、尺寸及其允许偏差 应符合表1要求。 表 项目类别 OEE MEE PEE 单位面积标称重量 3mm 3.3 kg/m2 4mm 4.5 标称卷重
4、 3mm 36.3 kg/11m2 4mm 49.5 最低卷重 3mm 33 kg/11m2 4mm 45 长,m 10.0±0.1 宽,mm 1100±16 厚,mm 3mm 3±0.3 3±0.2 4mm 4±0.4 4±0.2 42外观 421成卷卷材应卷紧、卷齐,端面里进外出差不得超过30mm。胎体与沥青基料和 覆面材料相互紧密粘结。 422卷材表面应平整,不允许有可见的缺陷,如孔洞、裂纹、疙瘩等。 423卷材在35下开卷不应发生粘结现象,在环境温度为柔度试验温度以上时, 易于展开。 424成卷卷材接头不应超过一处,其中较短的
5、一段不得少于2500mm。接头处应剪 切整齐,并加长150mm,备作搭接。优等品有接头的卷材数不得超过批量数的3。 43物理力学性能 各品种卷材的物理力学性能应符合表2规定。 表 项目类别 OEE MEE PEE 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 优等品 一等品 合格品 柔度, 0 5 10 5 15 10 3mm厚r15mm; 4mm厚r25mm; 3s弯180°,无裂纹 耐热度, 85 90 85 95 90 加热2h无流淌,无起泡 尺寸稳定性 85 90 85 95 90 加热恒温2h,尺寸变化率不大于2.5 拉力,N/50mm 140 100 纵向 140 10
6、0 140 100 120 100 横向 120 100 120 100 断裂延伸率 纵向 250 200 250 200 250 200 横向 不透水性 压力0.3MPa,保持时间3min,不透水 5试验方法 51外观、卷重、尺寸 按CB326附录A进行检查。尺寸偏差根据标称的规格与实测结果计算得到。 厚度的检查从卷材横向离开边缘200mm处开始,至另一端200mm处为止,用分度值 为0lmm的测厚仪或游标卡尺等距检测10个点,求出实测厚度平均值。 52物理力学性能试验用的试样 521试样的制备 5211被检测的卷材试样在试验前,应在1530室温下至少放置4h。 5212将被检测的一卷卷材,
7、在距端部2000mm处顺纵向截取长度为1000mm的全幅 两块。一块作试验用;另一块备用。 522试样的切取 按图1所示部位和表3规定的尺寸和数量切取试样。 表 试样尺寸和数量 试验项目 试样部位 试样尺寸 数量 mm 柔度 纵向 A 150×25 3 横向 A' 150×25 3 耐热度 B 100×100 3 加热尺寸稳定性 纵向 C 400×50 3 横向 C' 400×50 3 不透水性 D 150×150 3 拉 力 纵向 E 150×50 3 横向 E' 150×50 3 53柔
8、度 531试验仪器 5311低温制冷仪,温度范围2015,精确度05。 5312柔度弯板,如图5所示。 尺寸:75mm×75mm; 半径(r):15mm,25mm。 512试样 按522取样(A,A')。 533试验步骤 5331将试样和弯板放置在已达到表2规定试验温度的制冷仪中2h。 5332根据试样厚度,将试样在r15mm(或25mm)的柔度弯板上弯曲180°, 时间3s。 534试验结果 用肉眼观察试样表面有无裂纹。 54耐热度 541试验仪器 带有热风循环的电烘箱:能调温至200±1。 542试样 按522取样(B)。 543试验步骤 5431在试
9、样边缘1015mm处,穿两个洞,如图3所示,用回形针(曲别针)穿 挂好试样小孔,垂直放入已恒温至表2规定温度的烘箱中。 5432试样的表面与箱壁距离不应小于50mm,试样间留一定距离,不致发生粘结。 试样的中心与温度计的水银球应在同一水平位置上,在每块试样下端,各放一承受皿, 用以承接淌下的沥青。 5433按规定温度,将试样在烘箱中恒温2h。 544试验结果 观察试样表面有无流淌,有无起泡产生。 55尺寸稳定性。 551试验仪器 5511带有热风循环的烘箱:能调温至200±l。 5512游标卡尺:0125mm,精度002mm。 552试样 按522取样(C,C'),去掉覆面膜
10、。 553试验步骤 5531将试样按图4做标记a,a'。 5532试样摆放在铝板上,将铝板倾斜30°,达到表2规定的温度后放入烘箱恒 温2h。 5·5·33从烘箱中取出试样,在环境温度下放置2h后,在aa'直线上重新标记aa', 使aa'距离保持350mm,如图5。 5534用游标卡尺测出aa'距离,共测6块,分别计算出C,C'试样aa'的算术平均值。 554结果计算 A1 L()×100 () 350 A2 T()×100 () 350 式中:L纵向变化率,; T横向变化率,; A1纵向
11、的3个(C)试样a'a距离的算术平均值,mm; A2横向的3个(C)试样a'a距离的算术平均值,mm。 计算结果精确至01。 56不透水性 561试验仪器 采用GB328规定的不透水仪,但透水盘的压盖采用图6所示的金属槽盘。 562试样 按522取样(D)。 563试验步骤 试验在室温下进行。先按GB328的规定做好准备,将表3中(D)的3块试样,分别置 于3个透水盘中,盖紧槽盘,然后按GB328的规定操作不透水仪,在0.3MPa压力下保 压30min,观察并记录试祥表面是否有渗水现象。 564试验结果 检查试样有无渗水现象。 57拉力和断裂延伸率 571试验仪器 拉力机:测量
12、范围01000N,最小读数值为05N。 572试样 按522取样(E,E'),去掉覆面膜。 573试验步骤 5731在23±2下将试样保持2h。 5732两个夹子各夹在试样一端,试样保持垂直。 5733试样有效长度70mm。 5754延伸时以100mmmin的速度拉伸试样,直到断裂为止,记录此时试样的断 裂荷载与断裂时的长度。 574结果计算与评定 5741拉力 拉力以纵横向各3块的算术平均值(取整数)作为测定结果。 5742断裂延伸率 断裂延伸率按式(3)计算: e1e0 e() ×100 (3) e0 式中:e断裂延伸率,; e0一一试样未加荷载前的有效长度,m
13、m; e1一一试样断裂时的长度,mm。 断裂延伸率以纵横向各3块的算术平均值(取整数)作为测定结果。 6检验规则 61检验分类 611按检验类型分为出厂检验与型式检验。 出厂检验项目包括:卷重、外观、尺寸偏差、物理力学性能(柔度、耐热度、 不透水性、拉力、断裂延伸率)。 型式检验项目包括:技术要求中所有项目。 612在下列情况下进行型式检验: a)新产品投产或老产品转厂生产时的定型鉴定; b)正常生产时,每半年进行一次; c)原材料配比、工艺等发生较大变化,可能影响产品质量时; d)出厂检验结果与上次型式检验结果有很大差异时; d)产品停产6个月后恢复生产时; f)国家质量监督检验机构提出型式
14、检验要求时。 62批量 以同一品种,同一规格,同一等级的1000卷为一批量。不足1000卷的亦按一批。 63抽样 从每批中抽取3卷进行检验。 64检验与判定 641卷重 对抽取的3卷进行称量,全部达到规定时为卷重合格。若发现有低于规定指标时, 应在该批产品中再抽3卷复验,全部达到规定为卷重合格。若卷重仍低于规定时,判该 批产品重量不合格。 642外观、尺寸偏差 卷重合格后,开卷检查外观和尺寸偏差,若3卷均符合41、42的规定要求, 判定该批量合格;若其中有一项不符合标准要求,则从该批中再取同样数量的卷材进 行复验,若均符合标准要求,判定该批合格;若仍有不符合标准要求的,则判定该批 外观与尺寸偏
15、差不合格。 643物理力学性能 从卷重、外观与尺寸偏差均合格的产品中任取一卷,作物理力学性能试验。 6431柔度:6个试样至少5个试样表面未发现裂纹判为合格。 6432耐热爱:3个试样表面均未发现有流淌、起泡现象判为合格。 6433尺寸稳定性、拉力、断裂延伸率:3个试样的算术平均值达到标准规定的要 求判为合格。 6434不透水性:3块试样均未发现渗水判为合格。 644总判定 卷材卷重、外观、尺寸偏差与物理力学性能均符合第4章中相应等级技术要求时, 则判定该批产品为该等级。 7标志、包装、贮存及运输 71标志 卷材外包装上应注明生产厂名、商标、产品标记、生产日期、班次及产品合格证等。?72包装
16、卷材应以塑料膜包装,柱面两端热塑封好,外用胶带2圈3处捆扎。 73贮存 731卷材应平放保管,其高度不超过5层,同时避免雨淋、日晒、受潮,并要通风。 732在正常条件下贮存期为一年,超过一年的产品在检验合格后仍可使用。 74运输 运输时,不得倾斜或横压,必要时要加盖苫布。聚乙烯(PE)简介1.1聚乙烯化学名称:聚乙烯英文名称:polyethylene,简称PE结构式: 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一,是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无嗅、无味、无毒,
17、常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂,且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒,制成半透明的颗粒状物料。PE易燃,燃烧时有蜡味,并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度,也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外,其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大,除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大,结晶度低,密度小,各项力学性能较低,但韧性良好,耐冲击。HDPE支化度小,结晶度高,密度大,拉伸强度、刚度和硬度较
18、高,韧性较差些。相对分子质量增大,分子链间作用力相应增大,所有力学性能,包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。表1-1 几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸强度MPa拉伸弹性模量MPa压缩强度MPa缺口冲击强度kJ·m-2弯曲强度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.热性能PE受热后,随温度的升高,结晶部分逐渐熔化,无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE
19、的熔点约为125137,MDPE的熔点约为126134,LDPE的熔点约为105115。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。PE的玻璃化温度(Tg)随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异,而且因测试方法不同有较大差别,一般在-50以下。PE在一般环境下韧性良好,耐低温性(耐寒性)优良,PE的脆化温度(Tb)约为-80-50,随相对分子质量增大脆化温度降低,如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140。PE的热变形温度(THD)较低,不同PE的热变形温度也有差别,LDPE约为3850(0.45MPa,下同),MDPE约为5075,HDPE约为6080。PE的最高连续使用温度不算太低,
20、LDPE约为82100,MDPE约为105121,HDPE为121,均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好,在惰性气氛中,其热分解温度超过300。PE的比热容和热导率较大,不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(1530)×10-5K-1之间,其制品尺寸随温度改变变化较大。几种PE的热性能见表1-2。表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点热降解温度(氮气)热变形温度(0.45MPa)脆化温度线性膨胀系数(×10-5K-1)比热容J·(kg·K)-1热导率/ W·(m·K)-1105115300
21、3850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.电性能PE分子结构中没有极性基团,因此具有优异的电性能,几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高,介电常数和介电损耗因数较小,几乎不受频率的影响,因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小,小于0.01(质量分数),电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性,但由于耐热性不够高,作为绝缘材料使用,只能达到Y级(工作温度90)。表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELL
22、DPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/·cm介电常数/F·m-1(106Hz)介电损耗因数(106Hz)介电强度/kV·mm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物,具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液,如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等),即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其
23、他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。PE在室温下不溶于任何溶剂,但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高,PE结晶逐渐被破坏,大分子与溶剂的作用增强,当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60的苯中,HDPE能溶于8090的苯中,超过100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化,具体表现为伸长率和耐寒性降低,力学性能和电性能下降,并逐渐变脆、产生裂纹,最终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解,便于贮存、加工和应用,一般使用
24、的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂,可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能,可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。6.卫生性PE分子链主要由碳、氢构成,本身毒性极低,但为了改善PE性能,在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂,可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂,且用量极少,一般树脂不会受到污染。PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀,PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中,因此,长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味,影响食用效果。1.1.2聚乙烯的分类聚乙烯的生产方法不同,其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小
25、主要分为低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种,是工业上常用的聚乙烯,其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名称: Low density polyethylene,简称LDPE低密度聚乙烯,又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒,密度0.9100.925g/cm3,质轻,柔性,
26、具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70),但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整,结晶度较低(55%65%),熔点105115。LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺,如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等,成型加工性好。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名称:High Density Polyethylene,简称HDPE高密度聚乙烯,又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭,白色颗粒,分子为线型结构,
27、很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯,熔点比低密度聚乙烯高,约125137,其脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100-70,密度为0.9410.960g/cm3。常温下不溶于一般溶剂,但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀,在70以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小,具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用
28、纤维、电线电缆等。3.线性低密度聚乙烯英文名称:Linear Low Density Polyethylene,简称LLDPE线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种,是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下,经高压或低压聚合而成的一种共聚物,为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒,密度0.9180.935g/cm3。与LDPE相比,具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点,且软化温度和熔融温度较高,还具有良好的耐环境应力开裂性,耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包
29、装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链,LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名称:Medium density polyethylene,简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用-烯烃共聚,控制密度而成。MDPE的密度为0.9260.953g/cm3,结晶度为7080,平均相对分子质量为20万,拉伸强度为824MPa,断裂伸长率为5060,熔融温度126135,熔体流动速率为0.135g10min,热变形温度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性。MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型
30、加工方法,生产工艺参数与HDPE和LDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相对分子质量聚乙烯英文名称:ultra-high molecular weight polyethylene,简称UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨,是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到300600万,密度0.9360.964g/cm3,热变形温度(0.46MPa)85,熔点130136。UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能,如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能,广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动
31、器械等领域,其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外,由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性,已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用,而且,超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异,在-40时仍具有较高的冲击强度,甚至可在-269下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pa·s,流动性极差,其熔体流动速率几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来,通过对普通加工设备的改造,已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压
32、制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂,其相对分子质量分布窄,分子链结构和组成分布均一,具有优异的力学性能和光学性能,已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔体粘度比PVC低,流动性能好,不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题。聚乙烯属于结晶性塑料,吸湿小,成型前不需充分干燥,熔体流动性极好,流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分。不宜用直接浇口,以防收
33、缩不均,内应力增大。注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形。PE的热容量较大,但成型加工温度却较低,成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180左右, HDPE在220左右,最高成型加工温度一般不超过280。熔融状态下,PE具有氧化倾向,因而,成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。PE的熔体粘度对剪切速率敏感,随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后,易出现熔体破裂等流动缺陷。制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却,应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致,以免产生内应力,降低制品的力学性能。收缩范围和收缩值
34、大(一般成型收缩率为1.55.0),方向性明显,易变形翘曲,冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统。软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯属非极性聚合物,与无机物、极性高分子相容性弱,因此其功能性较差,采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和化学改性。1.物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。(1)增强改性 增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉
35、麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法,使得材料内部组织形成伸直链晶体,材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列,材料的宏观强度得到大幅度提高,同时分子链有序排列将使结晶度提高,从而使材料的强度进一步提高,由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同,因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE,在加热加压成型的条件下,可以形成良好的界面,最大限度发挥基体和纤维的强度。纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻
36、璃纤维(LGF)与PE复合制备的PELGF复合材料,当LGF加入量为3O(质量分数)、长度约为35mm时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJm。晶须改性。晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能,包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接,同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用。如将表面处理过的纳米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE,SiO2纳米粒子均匀分散于基材中,与基材形成牢固的界面结合,当填充质量分数为2时,拉
37、伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9。(2)共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷,使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物,如塑料类、弹性体类等聚合物,以及不同种类的PE之间进行共混。PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求,而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混,解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题;LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能。PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的
38、极性、突出的增韧作用,因此与PE共混后,既能保持PE的原有性能,同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物,当POE的质量分数为3O时,共混体系的拉伸强度达到最大值,为21.5 MPa。PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性,但制品的强度和模量较低,与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因,因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。(3)填充改性 填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料,一方面可以降低成本达到增重的目的,另一方面可提高PE的功能性,如电性能、阻燃性能等,但同时
39、对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。无论是无机填料还是有机填料,填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题,而PE是非极性化合物,与填料相容性差,因此,必须对填料进行表面处理。填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理,在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层,起“分子桥”的作用,使填料与基体树脂间形成一个良好的粘接界面。常用的填料表面处理技术有:表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等。PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料,不仅可以改善PE的性能,同时也具有十分重要的健康环保意义。2.化学改性化学
40、改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法。其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团,由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。(1)接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同时又增加了其新的功能。常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等。(2)共聚改性 共聚改性是指通过共聚反应将其他大分子链或官能团引入到PE分子链中,从而改变PE的基本性能。主要改性品种有乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烃(如辛烯POE、环烯烃)共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)等。通过共聚反应,可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团,可以起到反应性增容剂的作用。(3)交联改性 交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力,由此极大地改善了诸如耐热性、耐磨性、弹性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能,适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联
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