影響裂紋擴展的因素

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分析影響PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素及防治對策3300字

分析影響PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素及防治對策3300字(3)支鏈的影響支鏈對PE管的耐慢速裂紋增長表達在三方面：①共聚單體的種類；

②支化密度；

③支鏈分布。概括闡述如下：

①共聚單體的種類PE管從化學(xué)成分上講是聚乙烯，因此從丙烯到辛烯會隨著共聚單體碳鏈長度的增加，其耐慢速裂紋增長才能也將逐步提高。但是，所謂過猶不及，共聚單體的碳鏈長度不應(yīng)超過8個碳以上，由于若超過這個標(biāo)準，當(dāng)系帶分子從晶區(qū)拔脫時，支鏈便反轉(zhuǎn)，無法起到阻礙作用了。

②支化密度支化密度越大，系帶分子就會鏈接更多的短支，拔脫時的阻力就越大，這直接提高了PE管材的耐慢速裂紋增長才能。當(dāng)然，支化密度同樣不能太大，由于它直接影響著片晶的厚度，若一度追求支化密度，勢必顧此失彼，讓片晶厚度降低，所以應(yīng)保持在片晶厚度不受影響的處境下增加支化密度。

③支鏈分布PE管材發(fā)生慢速裂紋增長同樣受到支鏈數(shù)量以及支鏈的空間分布影響。經(jīng)過研究察覺，當(dāng)支鏈呈雙峰型分布時，全體短鏈都接枝在長鏈分子上，可以有效的抗?fàn)嶱E管材的慢速裂紋增長。

(4)分子量及其分布的影響分子量越大，那么與之對應(yīng)的分子鏈也就越長，分子鏈越長，形成系帶分子的可能性就越大，進而形成的系帶分子也就越多，因此有效提高了PE管材的耐慢速裂紋增長。與此同時，分子量越大，更長的分子鏈就能穿過更多的晶區(qū)，如此再次提高了分子布局的穩(wěn)定性，有效地提高了PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的抗?fàn)幉拍堋?/p>

當(dāng)然，分子量的數(shù)量是有限的，并且分子鏈也不宜過長，假設(shè)分子鏈過長，那么會對加工工藝帶來諸多不利因素，譬如過程的分子量會導(dǎo)致熔體滾動指數(shù)降低。2.外部因素PE管材發(fā)生慢速裂紋增長，除了內(nèi)部因素這一主要因素外，外部的環(huán)境對其也有確定的影響。譬如PE管材加工工藝的是否科學(xué)、方法是否正確、質(zhì)量是否達到設(shè)計標(biāo)準等。

另外，在實際的使用中，方法是否得當(dāng)也對PE管材發(fā)生慢速裂紋增長有著重要影響。例如，在PE管道熱熔接口的施工過程中，施工人員應(yīng)做好避陽工作，防治陽光對PE管直射。PE管屬于塑料，過高的問題會讓其內(nèi)片面子在確定程度上產(chǎn)生變更，從而直接導(dǎo)致PE管材發(fā)生慢速裂紋增長。因此，在施工中確定要對溫度舉行相應(yīng)的操縱，必要時可選擇夜間舉行施工。

與此同時，在PE管道填砂時也應(yīng)留神，由于這道工序極易造成對PE管材接口縱向回縮，所以在施工中應(yīng)嚴格按照《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》中的要求舉行填砂，以免埋下隱患。

對于影響PE管材的外部因素還有好多，譬如在使用過程中，其所承載的載荷等處境，但是，相對于其內(nèi)片面子來說，這些外部影響因素都相對較弱。

三、防治PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的對策防治PE管材發(fā)生慢速裂紋增長，即主要工作是變更其內(nèi)片面子布局上，即深入研究PE管材的工藝技術(shù)，努力提高其耐慢速裂紋增長性；

以此同時，在使用過程中，應(yīng)有效操縱可能引起PE管發(fā)生慢速裂紋增長的一系列因素。

(1)內(nèi)部防治對策目前，國內(nèi)外眾多研究部門都選擇PE管材的化學(xué)聚合改性為突破口，制備高性能的PE管專用材料，進而闡述了PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的破壞形式，并對導(dǎo)致PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素分別從內(nèi)片面子構(gòu)造即外部使用兩方面舉行了分析，同時針對性地提出了一些防治對策。

摘要：

PE管材；

慢速裂紋增長；

防治對策PE管材相較金屬管，有著明顯的優(yōu)勢，它的耐腐蝕性強、有優(yōu)良的卷曲性和柔性易于安裝，而且本金低，在當(dāng)前低碳經(jīng)濟環(huán)境下，更顯節(jié)能環(huán)保的特點，尤其在輸送液體譬如水管和燃氣輸送管上，優(yōu)勢顯著。目前，國內(nèi)外大都廣發(fā)將PE管材逐步取代金屬管。因此，針對PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的現(xiàn)象，有必要為了延長其使用壽命，對其布局舉行研究，以便有效提高PE管材的耐慢速裂紋增長性能。

一、PE管材發(fā)生慢速裂紋的形式1.PE管材的布局PE發(fā)生慢速裂紋與其布局有息息相關(guān)，由于它是一種半結(jié)晶材料，所以，一般處境下，在室溫高于PE管玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(一27℃)時，其無定外形，呈橡膠態(tài)。

其根本骨架即由不同厚度片晶構(gòu)成的晶區(qū)，以及連接這些片晶的無定形區(qū)的縱橫交織的分子組成。所謂的慢速裂紋增長，從其布局上看即在較低應(yīng)力的條件下發(fā)生的分子鏈滑移，這也是造成PE管發(fā)生慢速裂紋的主要理由。

2.PE管材的破壞形式PE管慢速裂紋主要以韌性破壞、脆性破壞和氧化破壞3種形式。其中，在實際使用的過程中，以脆性破壞為最主要的表現(xiàn)形式，導(dǎo)致脆性破壞的理由主要是由于PE管在較低應(yīng)力的條件下，引起了慢速裂紋擴展。是管材在實際使用過程中發(fā)生破壞的主要形式，是由在較低應(yīng)力條件下引起的材料慢速裂紋擴展所致。

二、影響PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素1.內(nèi)部因素影響PE管材產(chǎn)生慢速裂紋的主要因素即其分子布局參數(shù)，如上文所述，分子鏈滑移導(dǎo)致了管材內(nèi)部布局發(fā)生了變化，進而導(dǎo)致了PE管產(chǎn)生了裂紋，所以從這個意義上說，分子鏈解纏是PE管材發(fā)生慢速開裂的真正理由。為此，筆者針對PE管分子布局參數(shù)分別舉行了分析，對分子數(shù)量、分子量、分子量分布、支化密度，以及支鏈分布和片晶厚度、片晶間距等舉行了概括分析，經(jīng)過分析察覺系帶分子數(shù)量、狀態(tài)和片晶厚度以及其完整性是導(dǎo)致PE管慢速裂紋增長的主要因素，就此舉行相應(yīng)的探討。

(1)系帶分子數(shù)量的影響系帶分子即指貫穿兩個以上片晶區(qū)域的分子，其數(shù)量是影響PE管料發(fā)生慢速裂紋增長的主要因素。理論上講，系帶分子越多，對于承受同一應(yīng)力，平均分擔(dān)的應(yīng)力就相對較小，因此從這個角度上說，系帶分子越多，對PE管材的耐開裂性越好。這與一根筷子輕易折斷，十根筷子不易折斷是一個道理。

由于系帶分子的形成與分子量和片晶間距有關(guān)，因此要使系帶分子數(shù)量增大，就應(yīng)盡可能提高分子量數(shù)量，延長分子鏈的距離，同時縮減片晶間距，這是形成大量系帶分子的途徑。

(2)片晶的影響片晶間距越小那么系帶分子越多，由于，片晶間距是由支化點間距抉擇的，因此，支化點越密，片晶間距越小，產(chǎn)生的系帶分子也就越多。同時，片晶的厚度也抉擇了系帶分子的抗解纏才能，因此片晶越厚，系帶分子對解纏的抗?fàn)幉拍芤簿驮綇姟Ａ硗?，片晶是否完整也對PE管材的耐慢速裂紋增長有重要影響，片晶越完整，其抗耐性越強，因此應(yīng)盡量保證片晶的完整性。

提高PE管材的耐慢速裂紋增長功能。值得一提的是，通過變更加工條件來變更PE管內(nèi)片面子機構(gòu)，即變更聚合物的凝結(jié)態(tài)結(jié)構(gòu)，其方法不但較使用，而且在優(yōu)化材料性能上效果顯著。

細致地說，即在聚合物加工過程中使用振動力場的方法。經(jīng)過振動擠出的PE管材結(jié)晶度得到了提高，而且熔點也相應(yīng)的升高，尤其其片晶較完善，且晶片變厚，這都是提高PE管材耐慢速裂紋增長的顯著標(biāo)志。

(2)外部防治對策有效地操縱外部因素對PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的影響，是延長PE管材壽命必不成少的組成片面，因此在使用PE管時應(yīng)按照相關(guān)文件的要求，嚴格履行操作方法，并留神外部環(huán)境可能對其造成的影響，譬如溫度、接口填砂等工序，盡可能地讓外部因素對PE管發(fā)生慢速裂紋增長的因素降至最低。

總結(jié)：

PE管材的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣，因此，對其操縱發(fā)生慢速裂紋增長的影響內(nèi)部工藝因素和外部因素，提出了更多、更高的要求，了解PE管的布局特點，從化學(xué)角度入手，是有效防治PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的重要切入點。

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[1]唐巖.畢麗景.李延亮.PE管材發(fā)生慢速裂紋擴展的影響因素[J]2022年20卷3期.[2]