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--PAGE5-京沪高铁H型钢柱制作技术规范1、H型钢柱的基本结构立柱是由外购成型H型钢经过切断成需要长度后与事先切割、加工好的钢板焊接而成的。其基本结构比较简单,但是因为立柱为声屏障系统的主要受力单元,要有严格的质量保证措施和工艺保证措施才能生产出合格的立柱产品。2、H型钢柱制造工艺(1)工艺流程:材料采购、检验、管理→识图、放样→号料、切割→钻孔、打磨→组装→焊接→整形、检验→涂装→成品检验出厂(2)材料:材料采购:工程材料采购的H钢、钢板,所有钢材必须要有产品合格证,钢材进厂要经过进厂检验和验收,材料采购的数量由技术人员根据确定材料利用率并提供采购清单,采购人员根据质量管理体系确定的合格供应商。原材料检验:材料采购入库后由公司物资供应部门组织质量检验部门对入库材料进行质量检验和验收。核对到货材料的规格、数量及产品质量合格证、质保书。材料管理:对外购材料要设专人管理,必要时对主要材料进行跟踪,材料入库后按不同规格及尺寸进行堆放,并做好材料的标识。所有原材料存放必须采取必要的防护,所有原材料应防止磕碰、损伤、变形,不得与地面直接接触,避免污染。生产班组根据作业计划领用材料,在进行号料前需核对材料的规格和材质。(3)H型钢柱工艺过程:H钢加工过程:将H钢用龙门锯机切割成规定的长度,切割后检查号料长度是否符合图纸要求后,整齐堆放统计好数量转入下道组装工序。组装工艺过程:将加工成型的H钢及钢板堆放整齐备用,根据图纸的尺寸制作组装胎具,制作胎具的人员必须要有一定的实际经验,胎具尺寸应考虑焊接收缩量,对于图纸重点部位的尺寸着重保证,找准基准点,在合适的位置设置定位板,对于有可能松动影响组装质量的位置,应设置紧固装置,胎具制作完毕后要经过验证组装试验,组装的立柱经过工序检验合格后方可投入使用,如不合适应加以校正直至满足图纸要求。焊接工艺过程:焊接操作人员必须有劳动部门颁发的资格证书,焊条使用前必须严格按照焊条说明书规定的时间和温度进行烘焙,尤其注意焊条不能反复烘焙,做到随用随烘。3、钢柱制作的技术标准(1)号料1.1号料前要对图纸进行技术交底,然后认真核对零部件尺寸、数量同时核对钢材的材质、规格等,所有节点板、加劲板应按1:1放样下料,H型钢端头切割的垂直度h不应大于0.5mm。(见附图1)1.2柱底板、加劲板号料前应对板材进行查看,如有弯曲、不平的材料应先调直、平整后方可使用,划线的误差不得大于+3、-2。1.3号料后要对零部件按照图纸的编号进行注明,如:图号、零件号等。1.4对柱底板钻孔划线不得使用粉线、墨斗线,须用划针划线,同一组内任意两孔间距离划线误差不得≥±0.5。1.5H型钢号料时,要结合不同规格(高度)的钢柱进行套裁,以降低材料损耗。(2)切割2.1所有型钢全部采用龙门锯切割,切口毛刺要用磨光机打磨平整,板材切割应全部采用半自动切割,对有豁口处应补焊,然后磨平。2.2材料切割后应按编号有秩序的堆放,对切割后剩余的边角料、废料要分别存放。2.3钢柱允许偏差a钢柱长度L:±2.0mmb钢柱弯曲矢高:L/1000;且不应大于2.0mm;(见附图2)(3)钻孔 3.1钻孔前要复核孔间距的尺寸是否与图纸相符,检查无误后方可施钻。3.2钻孔时应采用模板钻孔,以便提高孔间距的精度,钻孔后须用磨光机清除孔边缘的毛刺,并不得损伤母材。3.3孔间距的要求:同一组内任意两孔间距≤±0.5。(4)组装4.1钢柱组装前应清扫平台,考虑到钢柱同一规格尺寸制作量大,宜做胎具能更好的控制构件的尺寸精度,把各个零件按尺寸摆放到位,然后点焊,点焊的焊缝高度要小于设计焊缝的1/2。4.2拼装必须按工艺要求进行:(1)当有隐蔽焊缝时,必须先予施焊,经有关人员检查合格后方可覆盖;(2)组装的零部件连接接触面和沿焊缝边缘的范围内的铁锈、毛刺、污垢、油迹等应清除干净;(3)板材、型材的拼接应在组装前进行,构件组装前应再次进行查验,对有些零件变形、弯曲应矫正平直后再拼装,以便减少残余应力对构件产生的影响,确保产品的制作质量,零部件隐蔽部位应提前进行除锈、刷漆。4.3组装钢柱的允许偏差;(见附图)a钢柱的垂直度:L/1000;且不应大于5.0mm;b钢柱的长度L:+3.0mm;-2.0mm;cH型钢立柱与底板焊接时的垂直度误差不得大于0.2%。(5)焊接5.1组装完毕后,应再复核一次几何尺寸无误后方可进行焊接,焊接部位及焊缝高度要按设计要求执行,焊接人员须持有焊工合格证方可上岗。5.2焊接现场如在露天,应注意天气环境的变化,尤其是湿度不大于80%,焊接部位要保持干燥无锈蚀,焊缝表面要求光滑,焊缝要均匀,咬边深度不得超过0.5mm,且焊缝两侧咬边总长应小于10﹪的焊缝全长。5.3加劲板须对边角进行打磨。4、钢柱的焊接工艺:(1)焊接顺序:H型钢先与柱底板焊接,其次加劲板再与柱底板焊接,最后加劲板再与H型钢焊接。(2)柱底板、加劲板应平直,不得有挠曲现象。(3)焊缝均匀,飞溅清理干净,焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣、未焊透、咬边等缺陷。(4)焊接要求:4.11号柱:所有与柱底板焊接的焊缝,均采用单边V形坡口,熔透性焊缝,进行无损检验,焊缝质量等级为一级。4.21号柱:加劲板与H型钢焊接的焊缝,采用角焊缝进行焊接,焊缝高度11mm,焊缝质量等级为二级。(5)焊接材料、焊接工艺应满足《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)的规定。5、焊接注意事项:焊接前应按照焊接作业指导书指定的焊条型号使用焊条。施焊前清理焊区周围和复查焊件接头质量,当不符合焊接要求时,应经过修理,合格后方可施焊。焊接操作时应按图纸规定的焊缝进行焊接,焊接电流调整到作业指导书的焊接电流施焊,注意焊接顺序、方法,减少焊接变形。焊接出现裂纹时,操作人员不得继续焊接应立即向技术人员报告,查找出原因后制定对应方案,经技术负责人批准后方可焊接。焊接完毕操作人员应自检焊缝质量,清理焊缝表面溶渣及周边的飞溅,检查焊缝表面质量。6、焊缝检验:(1)对照图纸检查焊缝是否符合图纸焊接尺寸,是否有裂纹、气孔、夹渣、咬边等焊接缺陷。(2)若图纸要求对焊缝进行超声波(见附图),则应清除焊缝周围的锈迹、飞溅达到要求后进行探伤检验。7、H型钢柱除锈、涂装标准和要求(1)热镀锌镀锌层厚度不小于85um。(2)喷涂2.1喷涂采用净电粉沫,颜色色卡号:RAL5014。2.2喷涂厚度70~80um。(3)规则3.1检查和验收A喷涂钢结构应由供方质量监督部门进行检验,保证产品质量符合本部分标准(或订货合同)的规定,并填写质量证明书。B需方可对收到的产品按本标准的规定进行复验。复验结果与本部分标准(或订货合同)的规定不符时,可以以书面形式向供方提出,由供需双方协商解决。属于外观质量及尺寸偏差的异议,应在收到产品之日起一个月内提出,属于其他性能异议时,可在收到产品之日起三个月内提出。如需仲裁,仲裁取样应在需方,由供需双方共同进行。3.2组批喷涂钢结构应成批验收,每批应由同一合金、状态、规格、颜色和涂层种类组成,批重不限。3.3检验项目每批喷涂钢结构出厂前均应进行化学成分、室温力学性能、尺寸偏差、外观质量以及涂层厚度、光泽值、颜色和色差、附着力、耐冲击性、。其他性能采用定期检验方式,一般不检测,但供方必须保证产品达到相应的质量要求,如用户要求做检测试验,应在合同中注明。(4)检验结果的判定A化学成分不合格时判该批不合格。B产品尺寸偏差、涂层的外观质量、颜色和色差、涂层的光泽不合格时判单件不合格,但允许逐根检验,合格者交货。C涂层厚度的不合格数超出表6中规定的不合格数上限时,判该批不合格。但允许供方逐根检验,合格者交货。表6批量范围随机取样数不合格品数上限1—10全部011—200101201—300151301—500202501—800303800以上404D涂层其他性能检验结果有任一试样不合格时,判该批不合格。8、包装储运图示标志:GB191-85储运图示标志是根据货物特性对易破碎、残损、变质货物提出的搬运,储存,保管及运输安全注意事项。铝合金声屏障的图示标志可使用:小心轻放、由此吊起、堆码极限。9、产品交货与拒收工程材料运抵现场后,我方、供货方将和业主人员一起进行开箱检验和清点。开箱检验和清点完成后,各方签署材料到场证明。自材料到场证明签署日直至业主根据合同规定接收工程为止,我方按合同规定承担材料的照管责任。如果检查、检验、测量或试验结果发现任何合同材料设计或工艺有缺陷,或不符合合同要求,业主可通过向我方发出通知,并说明理由,拒收该合同材料。我方负责立即修复缺陷,并保证上述被拒收的项目符合合同规定。所有的产品在包装和运输前将完全装配好,如果不可能,将分成几个子组装件进行供货。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α-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。1.1.1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,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/MPa41~467~20100~30012.580~9012~1740~5015~25250~550—>7015~2560~7021~37400~130022.540~7025~4064~6730~50150~800—>100—3.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的熔点约为125~137℃,MDPE的熔点约为126~134℃,LDPE的熔点约为105~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38~50℃(0.45MPa,下同),MDPE约为50~75℃,HDPE约为60~80℃。PE的最高连续使用温度不算太低,LDPE约为82~100℃,MDPE约为105~121PE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(15~30)×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)-1105~115>30038~50-80~-5016~242218~23010.35120~125>30050~75-100~-75———125~137>30060~80-100~-7011~161925~23010.42190~210>30075~85-140~-70———4.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LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/Ω·cm介电常数/F·m-1(106Hz)介电损耗因数(106Hz)介电强度/kV·mm-1≥10162.25~2.35<0.0005>20≥10162.20~2.30<0.000545~70≥10162.30~2.35<0.000518~28≥1017≤2.35<0.0005>355.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80~90℃的苯中,超过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:Lowdensitypolyethylene,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0.910~0.925g/cm3,质轻,柔性,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105~11LDPE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:HighDensityPolyethylene,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,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125~137℃,其脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100~-70℃,密度为0.941~0.960g/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、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。3.线性低密度聚乙烯英文名称:LinearLowDensityPolyethylene,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α-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0.918~0.935g/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65%~70%用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名称:Mediumdensitypolyethylene,简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用α-烯烃共聚,控制密度而成。MDPE的密度为0.926~0.953g/cm3,结晶度为70%~80%,平均相对分子质量为20万,拉伸强度为8~24MPa,断裂伸长率为50%~60%,熔融温度126~135℃,熔体流动速率为0.1~35g/10min,热变形温度(0.46MPa)49~MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法,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-highmolecularweightpolyethylene,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300~600万,密度0.936~0.964g/cm3,热变形温度(0.46MPa)85℃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。①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。②PE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③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。④PE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。⑤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。⑥收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.5%~5.0%),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。⑦软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模。1.1.4聚乙烯的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、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。①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。②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偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备的PE/LGF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52kJ/m。③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。④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。①PE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。②PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、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21.5MPa。③PE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、硅烷接枝交联、紫外光交联。(4)氯化及氯磺化改性氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物,具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性。主要用作聚氯乙烯的改性剂,以改善聚氯乙烯抗冲击性能,氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料。氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料,属于高性能橡胶品种。其结构饱和,无发色基团存在,涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能优异,且耐酸碱和化学药品的腐蚀,已广泛应用于石油、化工
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