pp-r管材脆性分析及解决措施

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1、PP-R管材脆性分析及解决措施摘要：通过熔指、DSC及拉伸曲线等分析方法对PP-R原料基本性能进行分析，发现PP-R原料的分子量不够大，晶片较厚，晶片与晶片之间的Tie链分子少，导致PP-R管材的较大的脆性；在管材挤出过程中，由于冷却的工艺问题，PP-R管材出现结晶不完美和应力集中现象。因此，对PP-R原料和管材生产工艺进行分析，选择强度高、Tie链分子多的PP-R原料，通过退火工艺进行合理优化和改进，可以提高PP-R管材的抗冲击性能。关键词：脆性，退火Abstract: Therheologicalbehavior,thermalbehavio

2、randmechanicalpropertyofPP-Rmaterialsareanalyzedbymeltindex,andDSCandtensilecurve.WefoundthatthebrittlenessofPP-Rresultedfromlow molecularweight,thick crystalWaferandlessTie-moleculebetweencrystalWafers.Andthephenomenonsofdefective crystallization andstressconcentrationaregen

3、eratedfromtheproblemofcoolingprocessinthepipeextrusionprocess.Therefore,ItisnecessarytoselectexcellentPP-RmaterialwithhighmechanicalstrengthandmanyTie-moleculeandimprovetheextrusionprocesstoattaingoodtubular product withhighimpactperformance.Keywords: brittle,annealing目前，无规共聚

4、聚丙烯（PP-R）管材耐高温高压、可回收利用、环保卫生、安装简便等优点，使得PP-R管材成为推广速度较快、发展前景较好的一种新型管材。但PP-R的分子链的等规度较高，侧链甲基的空间位阻使得分子链的柔顺性降低。因此，PP-R材料本身具有低温脆性的缺陷，在冬季温度较低的环境下，因外力而导致管道破裂的事故。本文从PP-R原料的选择到加工过程进行分析，研究PP-R管材的脆性问题和相应的解决措施。1、PP-R原料分析1.1、原料熔指熔指和熔流比反应了聚合物的分子量及分子量分布，PP-R管材的机械强度、韧性及长期抗蠕变性能是随聚合物分子量的增大而提高的，较大

5、的熔流比有利于管材的加工性能。表1PP-R原料的熔指Table1MFRofthePP-RmaterialsPP-R原料熔指（g/10min）熔流比230℃/2.16kg230℃/10kg230℃，10kg/2.16kgA0.275.0218.59B0.244.1017.08C0.244.9220.50D0.285.2718.82PP-R原料B和C的MFR较低，相对分子质量较大，分子链较长，产生于晶片间的Tie链分子比较多，可提高管材树脂的耐环境应力开裂性能。PP-R原料D和C的熔流比大，说明该原料的加工性能好。   1.2、PP-R原料的熔点和结

6、晶度半结晶聚合物熔融过程中，首先是细小的、不太完善的微晶熔融，然后是大量的比较均匀的微晶熔融，大量的均匀微晶决定着材料的熔融温度，即表现在DSC曲线上的最大值（通常说的熔点），该最大值之后发生的熔融归因于更厚的晶片。表2PP-R原料的熔点和结晶度Table2MeltingpointandCrystallinityofthePP-RmaterialsPP-R原料熔点（℃）结晶度（%）A149.9839.72B145.0337.45C146.0940.01D145.8435.47表2中原料A的熔点较高，均匀微晶的厚度较高，原料B的熔点较低，均匀微晶的

7、厚度较薄，材料的具体晶片的厚度分布及含量将在后面讨论。结晶度大小：原料C＞原料A＞原料B＞原料D，达到一定程度的结晶度有利于提高PP-R管材的强度。聚合物结晶过程中分子链的作用使其体积收缩，密度增加。所以较高的结晶度对结晶聚合物的力学性能和热性能都有相应的提高。1.3   、原料的拉伸曲线图1 应力-应变曲线Fig.3stress-straincurve拉伸曲线中屈服点的高低说明材料晶片的结晶度的大小，结晶度越高，屈服点就越高；颈宽（neckwidth）跟材料晶片厚度和应力转移能力有关[1]，颈部越宽，晶片越薄，应力转移能力越强，材料韧性就越好；

8、自然拉伸比越长说明材料的晶片就越厚，分子量较大；翘起角翘起越早、越大，说明Tie链越多；分子量越大，Tie链越多，曲线翘起的越长，材料的