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          貴州波紋管廠教你如何增強HDPE波紋管環剛度?

          2019-08-16

          貴州波紋管廠教你如何增強HDPE波紋管環剛度?

          在國標所列的雙壁波紋管眾多環剛度等級中,SN8(即環剛度≮8kN/m2)系列的管材應用廣,一般地質狀況和填埋深度的管道結構設計中,通常認為SN8系列的管材即能滿足管道系統的要求。但實際情況是,常用的管材專用料(如YGH041T、DGDB2480、P600等)純料直接生產出來的管材環剛度多在6kN/m2左右,遠達不到SN8系列管材的等級。

          提高雙壁波紋管環剛度的兩個方面:

          對于生產廠家來講,如何有效提高管材的環剛度,并維持其他性能在合格范圍內,是一個亟待考慮并解決的問題。在擠出工藝一定的前提下,管材的結構和塑料原材料的力學性能決定了產品的力學性能,因此可以從這兩方面分別予以考慮。

          一、從管材結構的角度來講,可以通過增加內外壁的壁厚來提高管材的環剛度,即增加管材的米重,但是該方法的可操作空間較小,其原因一方面是壁厚過厚會縮小管材內部空間,影響流體的通過性,不滿足國標對內徑的尺寸要求;另一方面,用料量加大會提高生產成本和運輸成本,降低了產品的市場競爭力。

          二、從原料上考慮,如果能夠設法提高原料的彈性模量,同時又能保證管材產品的其他性能在合格范圍內,便可解決環剛度低的問題。

          貴州波紋管推薦的可行方法

           GB/T19472.1—2004《埋地用聚乙烯(PE)結構壁管道系統第1部分:聚乙烯雙壁波紋管材》規定:“生產管材所用的原料應以聚乙烯樹脂為主,其中可加入提高管材加工性能的其他材料,聚乙烯含量應在80%以上”。因此,結合聚合物共混理論可以大膽推斷,除了可以加入提高原料加工性能的材料之外,加入一些提高其力學性能(主要指彈性模量)的材料,如以碳酸鈣為主的填料提高管材的環剛度是符合標準的。

           經實踐證明隨著管材混配料中以碳酸鈣為主的填料的增加,管材的環剛度呈上升趨勢。純PE料的管材環剛度約為6kN/m2左右,通過填料含量的不斷增加,可逐步上升至11kN/m2左右。可見在一定的比例范圍內,碳酸鈣的加入大大增強了共混料的表觀彈性模量,從而提高了管材的環剛度,并且隨著填料含量的增加而升高。

          不同配比的原料的產品環剛度對比

          加入填充母料的混配料,經過擠出機高溫環境下的攪拌和剪切,碳酸鈣粒子充分均勻地分散在聚乙烯基體中,形成應力集中點,能夠充分地吸收沖擊功,使材料在受到外部壓力時不至于發生結構性破壞,從而提升了混配料的表觀彈性模量,可能是其能夠提升管材環剛度的原因。

          填充母料的加入,除了能夠提升管材的環剛度之外,還能大大降低原料成本。因為通常雙壁波紋管所用填充母料的主要成分為碳酸鈣,外加少量熱塑性載體樹脂、穩定劑、抗沖擊劑等,其成本遠低于PE純料。用填充母料替代部分PE純料,可以明顯降低管材的原料成本。由于以碳酸鈣為主的填充母料的成本遠低于常用的管材用PE純料,這對于生產廠家控制成本和提高市場競爭力具有非常積極的作用貴州波紋管廠假設PE純料成本為10000元/t,而該母料的成本為4000/t,以加入10%母料測算,可節約管材成本600元/t,這對于管材制造業有著非常重要的意義。

          提高環剛度的后遺癥

          隨著填料含量的逐漸增加,管材的剛度和強度也逐漸增加,但是在某種程度上會失去熱塑性塑料柔韌性和良好的加工性能的特性,純PE料生產的管材具有非常良好的韌性,錘擊會產生凹陷變形,但不會出現裂紋、裂縫或破碎。而當填料的比例達15%時,錘擊管材的表面較難發生凹陷,繼續重擊會發生碎裂。推測如果進一步加大填料的比例,管材會逐漸失去熱塑性塑料管材的特征,管壁會變為脆性,直至無法擠出成型。

          貴州波紋管廠最后要說在純PE原料中加入部分填充母料,可以一定程度上提高管材的環剛度,但同時也會降低管材的柔韌性和加工性能。因此,在理論上存在著一個合理區間,當母料的比例在此區間內時,管材的環剛度相比純料生產的產品會有所增強,在達到一定的期望值(例如從SN6提升到SN8)的同時,其環柔性和抗沖擊性能仍能夠滿足產品標準的要求。


          貴州波紋管廠


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