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HDPE管材成型工艺条件对其应力开裂的影响

作者:admin 发布日期: 2021-10-23 二维码分享

1.1 冷却速度的影响

温度是 HDPE 结晶过程中.敏感的因素,不同的结晶程度对管材的力学性能有较大的影响。某厂 HDPE 管在水冷真空定径箱中成型,管壁断面有不同的热历史,不同的热历史对 HDPE 有不同的结晶行为阅,形成了不同结晶度的聚集结构。管材外表层受水急骤冷却能够很快的越过.佳的结晶温度,形成一层结晶度较低的聚集结构区。外表层和中间层有一个能够获得晶核数量及生长速率.有利的结晶层,这个区域晶体生长好,聚集结构稳定。如果这时控制好一定的水温和相应的牵引速度,就可增加该层的厚度。因 HDPE 热传导慢,.佳结晶温度在中间层和内层停留的时间较长,结晶能够在充分的条件下进行,所得到的是数量较少、颗粒较大的聚集结构区域。这种内外结构的不均匀性对管材的力学性能影响较大,低结晶区使管材具有韧性,高结晶区具有刚性,随着结晶度的增加,脆性增大。当压扁到 2/3 时内表面出现裂纹;继续压扁,裂纹向外表面扩展。我们认为使用密度高的均聚物挤出成型管材更应该注意成型工艺。




1.2 熔融温度的影响

成型中熔融温度与在该温度下停留的时间会影响残存晶核的数量,晶核的存在与否及晶核的大小,对成型时的结晶速度有很大的影响.如果熔融温度低,熔融时间短,残核没有受到破坏,成型时晶核结晶速度快,晶体的尺寸大小均匀,能形成较稳定的聚集结构;如果熔融温度高,熔融时间长,原有结构破坏得就越多,残余的晶核就越少,成核的时间就长,结晶速度就慢,结晶尺寸也大,结构不稳定,从而影响了管材的强度。熔体温度都较高,应力开裂时间都很短。我们曾用预热时间长、预热温度较高的机头内熔体成型管材做短期静水压强度试验,其时间只有 4.3h。熔融温度对 HDPE成型时的熔体破裂也有较大影响。成型时熔体受到剪切应力,当剪切应力达到或超过某一临界值时,熔体就会出现破裂。熔体温度不同,对应的剪切速率也大不相同。为..管材的力学性能,成型时要控制好成型温度,尽量避免熔体破裂。

1.3 牵引速度的影响

在管材成型过程中,熔体挤出口模的速度应与牵引管材的速度相协调。如果牵引速度大于挤出速度,部分大分子顺着牵引方向取向,在牵引力的作用下,弹性还没有回复就被冷却定型,特别是在口模已定的情况下,靠调整牵引速度来加工薄壁管,这样的管材更易在轴线方向上产生裂纹。

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