鋼結構中箱型柱的制造工藝

1、鋼結構中箱型柱的制造工藝鋼框架結構以其強度高、重量輕、材質均勻、塑性韌性好、安裝方便、施工工期短等優(yōu)點在鋼結構中擔當著重要角色。鋼柱的種類也越來越多,有箱型柱、H型柱和鋼管柱等多種類型,其中箱型柱的制造最復雜。1 箱型柱的結構特點箱型柱由4塊板(即2塊蓋板和2塊腹板)組成，4道角焊縫按強度需要分段設計成全焊透坡口(CP)與局部焊透坡口(PP)兩種形式。 1-腹板;2-蓋板;3-局部焊透區(qū)域;4-過渡區(qū)域;5-全焊透區(qū)域箱型柱典型橫剖面箱型柱內設有橫隔板,主要橫隔板與腹板采用熔化嘴電渣焊進行焊接,普通橫隔板與蓋腹板間三面焊接。箱型柱外側在各標高處設有與主梁、次梁、垂直支撐連接的牛腿和眼板,柱與柱

2、之間的連接采用焊接和頂緊相結合的形式。所有零部件的鋼材均采用Q345B。2余量的加放原則采用無余量工藝,即構件在長度方向上只加放焊接收縮補償值和機加工余量,不再加放裝配余量,各部分余量在各道工序中逐步收縮掉。四道角焊縫收縮補償值沿長度方向每米長加0.5mm。蓋腹板如有對接拼板縫,則每道焊縫加4mm拼板收縮余量。箱型柱上端加放10 mm機加工余量,下端加放1520mm切割余量。在4塊外板中,兩塊蓋板在寬度上加放2mm余量,兩塊腹板在寬度上減2 mm。箱內的熔化嘴電渣焊隔板整體部件向四周每邊各加4mm余量,機加工后每邊各留1 mm余量。箱柱非熔化嘴內隔板在長度和寬度方向各加810mm余量,機加工后

3、長度和寬度方向各留2 mm余量。各種連接眼板(含CP坡口)在向中心線一側加放5mm余量,機加工后留1mm余量。零件的下料尺寸為理論尺寸加上述余量,為保證箱型柱內各道隔板及箱型柱外各連接眼板之間相對位置的正確,各余量要分別加放在各段尺寸中,而不能集中加放在一端,特別是在確定蓋板上的熔化嘴焊孔的位置時,必須在各孔之間理論尺寸上加補償值,并在一端分別加放機加工余量,另一端加放切割余量。3蓋板坡口形式及兩種坡口交界處的過渡箱型柱蓋板四道角焊縫按強度要求設計成全焊透(CP)坡口和局部焊透(PP)坡口兩種形式。兩種坡口交界處要按圖2所示進行過渡,過渡段取在PP坡口區(qū)域內,過渡段長度為40 mm,腹板的CP

4、坡口處還要凹進68mm。 1-全焊透坡口(CP);2-過渡段;3-局部焊透坡口(PP)圖2坡口過渡示意4裝配與檢驗樣桿箱型柱的制作需制作2根樣桿,其中1根為裝配劃線樣桿,用于安裝箱內隔板和蓋板鉆焊孔劃線,樣桿上要標明上口和下口斷線、箱內各道隔板位置線和厚度方向以及熔嘴焊的眼孔中心線等,在上、下兩端要標明機加工和切割余量,并在各段尺寸中加放焊接補償值。另一根為檢驗樣桿,用于箱型柱銑頭、安裝箱外附件,并劃出各種理論線,樣桿上要標明上口和下口銑切及切割線、100 mm檢驗線、標高線、連接眼板位置線以及各附件的位置線等,其中連接眼板要以基準眼孔的中心線作為定位點,不能以板的邊緣定位,檢驗樣桿中的各段尺

5、寸均為理論尺寸。裝配劃線鋼帶的內容如圖3。 1-下端;2-隔板線;3-焊孔中心線;4-上端;5-補償值;6-裝配鋼帶;7-中心線圖3箱型柱裝配樣桿5熔化嘴焊隔板切割箱型柱內的熔化嘴焊隔板是箱型柱制作中的關鍵部件,為保證質量,采取先在簡易模架內組裝,四周加放余量,然后對四周機加工的工藝。6蓋腹板的切割與校正蓋腹板應采用高精度門式多頭氣割機進行焰切。割縫間要根據(jù)板厚正確加放補償值,焊縫坡口宜采用半自動氣割機兩邊對稱、同時切割,精度要求較高的零件應采用機加工刨邊。切割技術要求:主要零件自由邊表面粗糙度不大于5010-6m,次要構件10010-6m以下,邊緣垂直度誤差不大于2 mm,邊緣尺寸誤差手工切

6、割2mm,半自動切割15 mm,精密切割1mm,刨邊0.5mm,坡口角度誤差小于等于2.5,坡口加工時應嚴格控制角度和各部分尺寸,必要時應先在邊緣上劃好切割線,再焰切。構件切割邊緣必須打磨清理,構件自由邊如有缺陷,應用火焰局部加熱至150后補焊并磨平。焊接坡口內的缺陷要用砂輪磨成光順凹坑,較淺的(2mm以內)可不補焊。板的邊緣有兩種坡口,氣割時要保證兩種坡口光順過渡。蓋板氣割坡口后要送機加工鉆熔化嘴焊孔,焊孔用裝配劃線樣桿劃出。所有零件切割后必須校正才能用于裝配,校正應以機械冷壓為主,如用火焰校正,則加熱溫度不得超過900,600以上時,嚴禁使用強制措施(水冷)冷卻,一般應以風冷或自然冷卻為主

7、。7裝配與焊接工藝過程1)將橫隔板零件和熔化嘴墊板零件及CP焊縫襯墊板、小塊工藝墊板在簡易模架上按圖4要求組合成部件,然后進行機加工。 1-單面焊全焊透襯墊板;2-工藝性小墊板;3-橫隔板;4-熔化嘴焊接墊板圖4箱型柱熔化嘴焊隔板部件示意2)制作箱型柱組裝胎架,胎架上表面水平度誤差為1mm。3)將1塊蓋板吊上胎架,用裝配劃線樣桿劃出中心線、箱內隔板位置線及上口和下口工藝性加強板的位置線,并標明厚度方向以及腹板安裝位置線。4)安裝箱內隔板和上、下口加強板。安裝時要求:隔板的中心線與蓋板中心線對準,并保證全部隔板的邊緣在同一條直線上。隔板的熔化嘴槽與寬板的焊孔對準。5)施定位焊,焊前用火焰局部加熱

8、到150。6)吊裝1塊腹板,其上、下端必須與蓋板的上、下端對齊。7)吊裝另一塊蓋板組成型,其上、下端必須與下面的蓋板對齊,并且焊孔必須與橫隔板的焊槽對準,內表面要與橫隔板貼緊,局部間隙不大于1mm。8)焊接隔板部件兩側與蓋板的焊透(CP)角焊縫。焊接時要控制變形,隨時測量并及時校正。9)安裝箱內的襯墊板并焊接,注意襯板比焊縫兩端各長50mm以上,并在一條直線上。襯板與箱板要焊接牢固,以免脫落。10)蓋最后一塊腹板合攏成箱型柱,合攏前應將箱內隔板位置引出劃在外板上,以備熔化嘴焊縫超聲波探傷檢測時用。如果箱內隔板有三面焊的情況,則必須把不焊的一邊標記在外面,在四道角焊縫的兩端裝好引弧板(注意:引弧

9、板要符合規(guī)定并焊牢),交下道工序焊接。11)焊接在專用胎架上進行,焊前必須按規(guī)定預熱,焊接中要多次翻身,對稱施焊并隨時測量變形情況,包括彎曲、扭轉、角尺度變形等,以便隨時校正。焊后對焊縫進行探傷檢驗。12)將熔化嘴焊孔鉆穿,進行熔化嘴焊接。13)焊后對箱型柱外形初步檢查,對過大的變形進行校正。14)校正到符合標準后,將鋼柱放在平臺上,用劃線檢驗樣桿劃線,劃線內容包括:四個面的中心線;上、下口銑切或切割線和100 mm檢驗線;標高線;連接板和附件安裝位置線等。劃線后送機加工銑頭。15)機加工結束后,安裝附件并開好箱柱下端的坡口,安裝附件要以眼孔中心為定位點,并需格外注意第一只眼孔距板邊緣的距離,

10、柱與柱之間的連接板留到預拼裝時安裝。下端割坡口時要注意保證角度與留根尺寸正確。16)將上、下兩節(jié)鋼柱吊在平臺(或預拼裝胎架)上進行預拼裝。8結語鋼結構的主要構件由各種軋制型材經(jīng)切割、裝配、焊接等工序制造而成。構件的制造采用機械化度高的專業(yè)化生產,其工藝過程復雜、精度要求高。以上所介紹的箱型柱的制造工藝要領是經(jīng)過實踐驗證的成熟技術,可供生產同類鋼結構構件時參考借鑒。聚乙烯（PE）簡介1.1聚乙烯化學名稱：聚乙烯英文名稱：polyethylene，簡稱PE結構式： 聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂，也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯是五大合成樹脂之一，是我國合成樹脂中產能最大、進口量最多

11、的品種。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無嗅、無味、無毒，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機溶劑，且不發(fā)生溶脹。工業(yè)上為使用和貯存的方便通常在聚合后加入適量的塑料助劑進行造粒，制成半透明的顆粒狀物料。PE易燃，燃燒時有蠟味，并伴有熔融滴落現(xiàn)象。聚乙烯的性質因品種而異，主要取決于分子結構和密度，也與聚合工藝及后期造粒過程中加入的塑料助劑有關。2.力學性能PE是典型的軟而韌的聚合物。除沖擊強度較高外，其他力學性能絕對值在塑料材料中都是較低的。PE密度增大，除韌性以外的力學性能都有所提高。LDPE由于支化度大，結晶度低，

12、密度小，各項力學性能較低，但韌性良好，耐沖擊。HDPE支化度小，結晶度高，密度大，拉伸強度、剛度和硬度較高，韌性較差些。相對分子質量增大，分子鏈間作用力相應增大，所有力學性能，包括韌性也都提高。幾種PE的力學性能見表1-1。表1-1 幾種PE力學性能數(shù)據(jù)性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸強度MPa拉伸彈性模量MPa壓縮強度MPa缺口沖擊強度kJm-2彎曲強度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.熱性能PE受熱后

13、，隨溫度的升高，結晶部分逐漸熔化，無定形部分逐漸增多。其熔點與結晶度和結晶形態(tài)有關。HDPE的熔點約為125137，MDPE的熔點約為126134，LDPE的熔點約為105115。相對分子質量對PE的熔融溫度基本上無影響。PE的玻璃化溫度（Tg）隨相對分子質量、結晶度和支化程度的不同而異，而且因測試方法不同有較大差別，一般在-50以下。PE在一般環(huán)境下韌性良好，耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良，PE的脆化溫度(Tb)約為-80-50，隨相對分子質量增大脆化溫度降低，如超高相對分子質量聚乙烯的脆化溫度低于-140。PE的熱變形溫度(THD)較低，不同PE的熱變形溫度也有差別，LDPE約為3850(0.45

14、MPa，下同)，MDPE約為5075，HDPE約為6080。PE的最高連續(xù)使用溫度不算太低，LDPE約為82100，MDPE約為105121，HDPE為121，均高于PS和PVC。PE的熱穩(wěn)定性較好，在惰性氣氛中，其熱分解溫度超過300。PE的比熱容和熱導率較大，不宜作為絕熱材料選用。PE的線脹系數(shù)約在(1530)10-5K-1之間，其制品尺寸隨溫度改變變化較大。幾種PE的熱性能見表1-2。表1-2幾種PE熱性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質量聚乙烯熔點熱降解溫度(氮氣)熱變形溫度(0.45MPa)脆化溫度線性膨脹系數(shù)(10-5K-1)比熱容J(kgK)-1熱導率/ W(mK)-

15、11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.電性能PE分子結構中沒有極性基團，因此具有優(yōu)異的電性能，幾種PE的電性能見表1-3。PE的體積電阻率較高，介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小，幾乎不受頻率的影響，因而適宜于制備高頻絕緣材料。它的吸濕性很小，小于0.01（質量分數(shù)），電性能不受環(huán)境濕度的影響。盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性，但由于耐熱性不夠高，作為絕緣材料使用，只能達到Y級（工作溫度90）。表1-3聚乙烯的電

16、性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質量聚乙烯體積電阻率/cm介電常數(shù)/Fm-1（106Hz）介電損耗因數(shù)（106Hz）介電強度/kVmm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化學穩(wěn)定性PE是非極性結晶聚合物，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液，如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及各類鹽溶液(包括具有氧化性的高錳酸鉀溶液和重鉻酸鹽溶液等)，即使在較高的濃度下對PE也無顯著作用。但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對聚乙烯

17、有緩慢侵蝕作用。PE在室溫下不溶于任何溶劑，但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高，PE結晶逐漸被破壞，大分子與溶劑的作用增強，當達到一定溫度后PE可溶于脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等。如LDPE能溶于60的苯中，HDPE能溶于8090的苯中，超過100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫萘、十氫萘、石油醚、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化，具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低，力學性能和電性能下降，并逐漸變脆、產生裂紋，最終喪失使用性能。為了防止PE的氧化降解，便于貯存、加工和應用，一般使用的PE原料在合成

18、過程中已加入了穩(wěn)定劑，可滿足一般的加工和使用要求。如需進一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等。6.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構成，本身毒性極低，但為了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑，可能影響到它的衛(wèi)生性。樹脂生產廠家在聚合時總是選用無毒助劑，且用量極少，一般樹脂不會受到污染。PE長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質接觸容易引起溶脹，PE中有些低相對分子質量組分可能會溶于其中，因此，長期使用PE容器盛裝食用油脂會產生一種蠟味，影響食用效果。1.1.2聚乙烯的分類聚乙烯的生產方法不同，其密度及熔體流動速率也不同。按密度大小主要分為低密度聚

19、乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中線性低密度聚乙烯屬于低密度聚乙烯中的一種，是工業(yè)上常用的聚乙烯，其他分類法有時把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。按相對分子質量可分為低相對分子質量聚乙烯、普通相對分子質量聚乙烯、超高相對分子質量聚乙烯。按生產方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名稱： Low density polyethylene，簡稱LDPE低密度聚乙烯，又稱高壓聚乙烯。無味、無臭、無毒、表面無光澤、乳白色蠟狀顆粒，密度0.9100.925g/cm3，質輕，柔性，具有良好的延伸性

20、、電絕緣性、化學穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐-70），但力學強度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結構不夠規(guī)整，結晶度較低（55%65%），熔點105115。LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝，如注射、擠出、吹塑、旋轉成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風焊、熱焊接等，成型加工性好。主要用作農膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名稱：High Density Polyethylene，簡稱HDPE高密度聚乙烯，又稱低壓聚乙烯。無毒、無味、無臭，白色顆粒，分子為線型結構，很少有支化現(xiàn)象,

21、是典型的結晶高聚物。力學性能均優(yōu)于低密度聚乙烯，熔點比低密度聚乙烯高，約125137，其脆化溫度比低密度聚乙烯低，約-100-70，密度為0.9410.960g/cm3。常溫下不溶于一般溶劑，但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時間接觸時能溶脹，在70以上時稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。吸水性小，具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，介電性能、耐環(huán)境應力開裂性亦較好。HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法，生產薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結扎帶，繩纜、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等

22、。3.線性低密度聚乙烯英文名稱：Linear Low Density Polyethylene，簡稱LLDPE線形低密度聚乙烯被認為是“第三代聚乙烯”的新品種，是乙烯與少量高級-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒，密度0.9180.935g/cm3。與LDPE相比，具有強度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點，且軟化溫度和熔融溫度較高，還具有良好的耐環(huán)境應力開裂性，耐沖擊強度、耐撕裂強度等性能。并可耐酸、堿、有機溶劑等。LLDPE可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產農膜、包裝薄膜、復合薄膜

23、、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。由于不存在長支鏈，LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名稱：Medium density polyethylene，簡稱MDPE中密度聚乙烯是在合成過程中用-烯烴共聚，控制密度而成。MDPE的密度為0.9260.953g/cm3，結晶度為7080，平均相對分子質量為20萬，拉伸強度為824MPa，斷裂伸長率為5060，熔融溫度126135，熔體流動速率為0.135g10min，熱變形溫度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特點是耐環(huán)境應力開裂性及強度的長期保持性。MDPE可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉、粉末成型加工方法，生產工

24、藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相對分子質量聚乙烯英文名稱：ultra-high molecular weight polyethylene，簡稱UHMWPE超高相對分子質量聚乙烯沖擊強度高，耐疲勞，耐磨，是一種線型結構的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對分子質量達到300600萬，密度0.9360.964g/cm3，熱變形溫度(0.46MPa)85，熔點130136。UHMWPE因相對分子質量高而具有其他塑料無可比擬的優(yōu)異性能，如耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能，廣泛應用于機械、運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農業(yè)、化工及體育運動器械等領域，其中

25、以大型包裝容器和管道的應用最為廣泛。另外，由于超高相對分子質量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性，已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關節(jié)等在臨床醫(yī)學上使用，而且，超高相對分子質量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異，在-40時仍具有較高的沖擊強度，甚至可在-269下使用。超高相對分子質量聚乙烯纖維的復合材料在軍事上已用作裝甲車輛的殼體、雷達的防護罩殼、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相對分子質量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達108Pas，流動性極差，其熔體流動速率幾乎為零，所以很難用一般的機械加工方法進行加工。近年來，通過對普通加工設備的改造，已使超高相對分子質量聚乙烯由最初的壓制-燒結成型發(fā)展為擠出、吹塑

26、和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來迅速發(fā)展的一類新型高分子樹脂，其相對分子質量分布窄，分子鏈結構和組成分布均一，具有優(yōu)異的力學性能和光學性能，已被廣泛應用于包裝、電氣絕緣制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔體粘度比PVC低，流動性能好，不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。前文已介紹了各類聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介紹在成型過程中應注意的幾個問題。聚乙烯屬于結晶性塑料，吸濕小，成型前不需充分干燥，熔體流動性極好，流動性對壓力敏感，成型時宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分。不宜用直接澆口，以防收縮不均，內應力增大。注意選擇

27、澆口位置，防止產生縮孔和變形。PE的熱容量較大，但成型加工溫度卻較低，成型加工溫度的確定主要取決于相對分子質量、密度和結晶度。LDPE在180左右， HDPE在220左右，最高成型加工溫度一般不超過280。熔融狀態(tài)下，PE具有氧化傾向，因而，成型加工中應盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時間。PE的熔體粘度對剪切速率敏感，隨剪切速率的增大下降得較多。當剪切速率超過臨界值后，易出現(xiàn)熔體破裂等流動缺陷。制品的結晶度取決于成型加工中對冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻，應盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致，以免產生內應力，降低制品的力學性能。收縮范圍和收縮值大(一般成型收縮率為1.55

28、.0)，方向性明顯，易變形翹曲，冷卻速度宜慢，模具設冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。軟質塑件有較淺的側凹槽時，可強行脫模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯屬非極性聚合物，與無機物、極性高分子相容性弱，因此其功能性較差，采用改性可提高PE的耐熱老化性、高速加工性、沖擊強度、粘接性、生物相容性等性質。常用的改性方法包括物理改性和化學改性。1.物理改性物理改性是在PE基體中加入另一組分(無機組分、有機組分或聚合物等)的一種改性方法。常用的方法有增強改性、共混改性、填充改性。（1）增強改性 增強改性是指填充后對聚合物有增強效果的改性。加入的增強劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等。自增強改性也

29、屬于增強改性的一種。自增強改性。所謂自增強就是使用特殊的加工成型方法，使得材料內部組織形成伸直鏈晶體，材料內部大分子晶體沿應力方向有序排列，材料的宏觀強度得到大幅度提高，同時分子鏈有序排列將使結晶度提高，從而使材料的強度進一步提高，由于所形成的增強相與基體相的分子結構相同，因而不存在外增強材料中普遍存在的界面問題。如采用超高相對分子質量聚乙烯(UHMPE)纖維增強LDPE，在加熱加壓成型的條件下，可以形成良好的界面，最大限度發(fā)揮基體和纖維的強度。纖維增強改性。纖維增強聚合物基復合材料由于具有比強度高、比剛度高等優(yōu)點而得到廣泛應用。如采用經(jīng)KH-550偶聯(lián)劑處理的長玻璃纖維(LGF)與PE復合制

30、備的PELGF復合材料，當LGF加入量為3O(質量分數(shù))、長度約為35mm時，復合材料的拉伸強度和沖擊強度分別為52.5MPa和52kJm。晶須改性。晶須的加入能夠大幅度提高HDPE材料的力學性能，包括短期力學性能及耐長期蠕變性能。晶須對HDPE材料的增強作用主要歸因于它們之間的良好界面粘接，同時剛性的晶須則能夠承擔較大的外界應力使復合材料的模量得到提高。納米粒子增強改性。少量無機剛性粒子填充PE可同時起到增韌與增強的作用。如將表面處理過的納米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO2納米粒子均勻分散于基材中，與基材形成牢固的界面結合，當填充質量分數(shù)為2時，拉伸強度、斷裂伸長率分別提高了

31、13.7MPa和174.9。（2）共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韌性、沖擊強度、粘接性、高速加工性等各種缺陷，使其具有較好的綜合性能。共混改性主要是向PE基體中加入另一種聚合物，如塑料類、彈性體類等聚合物，以及不同種類的PE之間進行共混。PE系列的共混改性。單一組分的PE往往很難滿足加工要求，而通過不同種類PE之間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PE材料。如通過LDPE與LLDPE共混，解決了LDPE因大量添加阻燃劑和抗靜電劑等助劑造成力學性能急劇降低的問題；LLDPE與HDPE共混后可以提高產品的綜合性能。PE與彈性體的共混改性。彈性體具有低的表面張力、較強的極性、突出的增韌作用，因此與

32、PE共混后，既能保持PE的原有性能，同時也可以制備出具有綜合優(yōu)良性能的PE。如LDPE-聚烯烴彈性體(POE)共混物，當POE的質量分數(shù)為3O時，共混體系的拉伸強度達到最大值，為21.5 MPa。PE與塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韌性，但制品的強度和模量較低，與工程塑料等共混可提高復合體系的綜合力學性能。但PE和這類高聚物的界面問題也是影響其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容劑以提高共混物的力學性能。（3）填充改性 填充改性是在PE基質中加入無機填料或有機填料，一方面可以降低成本達到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如電性能、阻燃性能等，但同時對復合材料的力學性能和加工性

33、能帶來一定程度的影響。無論是無機填料還是有機填料，填料與PE基體的相容性和界面粘接強度是PE填充改性必須面臨的問題，而PE是非極性化合物，與填料相容性差，因此，必須對填料進行表面處理。填料的表面處理一般采用物理或化學方法進行處理，在填料表面包覆一層類似于表面活性劑的過渡層，起“分子橋”的作用，使填料與基體樹脂間形成一個良好的粘接界面。常用的填料表面處理技術有：表面活性劑或偶聯(lián)劑處理技術、低溫等離子體技術、聚合填充技術和原位乳液聚合技術等。PE中填充木粉、淀粉、廢紙粉、滑石粉、碳酸鈣等一類填料，不僅可以改善PE的性能，同時也具有十分重要的健康環(huán)保意義。2.化學改性化學改性的方法主要有接枝改性、共

34、聚改性、交聯(lián)改性、氯化及氯磺化改性和等離子體改性處理等方法。其原理是通過化學反應在PE分子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團，由此提高材料的力學性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。（1）接枝改性 接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到PE主鏈上的一種改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同時又增加了其新的功能。常用的接枝單體有丙烯酸(AA)、馬來酸酐(MA)、馬來酸鹽、烯基雙酚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、輻射接枝法、光接枝法等。（2）共聚改性 共聚改性是指通過共聚反應將其他大分子鏈或官能團引入到PE分子鏈中，從而改變PE的基本性能。主要改性品種有乙烯

35、-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烴（如辛烯POE、環(huán)烯烴）共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）等。通過共聚反應，可以改變大分子鏈的柔順性或使原來的基團帶有反應性官能團，可以起到反應性增容劑的作用。（3）交聯(lián)改性 交聯(lián)改性是指在聚合物大分子鏈間形成了化學共價鍵以取代原來的范德華力，由此極大地改善了諸如耐熱性、耐磨性、彈性形變、耐化學藥品性及耐環(huán)境應力開裂性等一系列物理化學性能，適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。聚乙烯的交聯(lián)改性方法包括過氧化物交聯(lián)(化學交聯(lián))、高能輻射交聯(lián)、硅烷接枝交聯(lián)、紫外光交聯(lián)。（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種高分子氯化物，具有較好的耐候性、耐臭氧性、耐化學藥品性、耐寒性、阻燃性和優(yōu)良的電絕緣性。主要用作聚氯乙烯的改性劑，以改善聚氯乙烯抗沖擊性能，氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料。氯磺化聚乙烯是聚乙烯經(jīng)過氯化和氯磺化反應而制得的具有高飽和結構的特種彈