[發明專利]一種快速檢測聚乙烯管材專用料等級的方法

有效

• 申請號: 201110238848.4
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102954980A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 盧曉英;白瑋;義建軍;劉新元;祖鳳華;李紅明;崔偉松;毛靜
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種聚乙烯管材料的性能評價和定級的方法，尤其是一種快速檢測聚乙烯管材的ISO9080等級的方法。

背景技術

聚乙烯管材專用料是指用于工農業、日常生活中的壓力管道所用的原料，主要有高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)，是近年來國內外樹脂生產企業專用料的研發重點。由于采用管材專用料生產管材，這類管材以突出的耐化學腐蝕性、耐低溫性、耐熱、耐磨、摩擦系數低、焊接性能好，對輸送介質無污染、使用壽命長、制造安裝費用低等優異性能，愈來愈廣泛地應用于燃氣輸送、供水、排污、供熱、農業灌溉、礦山細顆粒固體輸送，以及油田、化工和郵電通訊等領域。國際上根據聚乙烯(PE)管的長期靜液壓強度(MRS)對管材及其原料分類和命名。MRS是指連續施加在該PE管壁上50年引起管材破壞時所計算的管壁上的環向張應力，該值是管材結構設計的基礎。根據PE管的MRS，國際上將PE管材料分為PE?32，PE?40，PE?63，PE?80和PE100五個等級。

管材料等級的提升伴隨著新技術的進步。隨著新型催化劑和聚合技術的發展，人們將α-烯烴共聚單體引入到HDPE線性分子量中，開發出了具有更高認證等級的PE-80、PE100管材料，甚至有報道可達到PE125級。該樹脂采用與己烯、辛烯或丁烯共聚合，產品的相對分子質量大都呈雙峰分布.在提高MRS的同時.也提高了耐慢速裂紋增長和耐快速開裂擴展性能，并具有良好的加工性，為提高管網輸送壓力、增大管道口徑、擴大管道應用范圍創造了條件。目前，PE100管材料的使用量，特別是在大口徑管材上的用量正迅速上升。這種乙烯/α-烯烴共聚物之所以具有普通聚乙烯不具有的優良性能，且可通過調節α-烯烴的含量得到性能多變的聚乙烯材料(從塑料到彈性體)，歸根結底，是由于支鏈的存在使得大分子結構具有非均勻性引起的。這種結構非均勻性主要包括支化鏈的類型、含量、長短以及分布引起的分子間和分子內的非均勻性，以及分子量大小和分布上的非均勻性，這些因素在很大程度上影響了其聚集態結構，聚集態結構直接影響了其加工和機械性能。因此，短鏈支化含量和分布是影響PE-100管材料性能的一個關鍵且重要的因素。

PE管材料定級是PE管應用的基礎。在對PE管進行定級時，需要按照ISO9080的要求，在20℃、60℃和80℃這三個溫度條件下，分別進行至少9000小時以上的靜液壓試驗，然后再進行復雜的多元線性回歸分析，外推到20.C和50年預測的靜液壓強度97.5％的置信下限σ_LCL。σ_LCL在8.00～9.999.99MPa的聚乙烯材料為PE80級管材料。管材料只有在完成上述試驗并取得相應的等級認證的前提下，才能被用做生產燃氣管。燃氣管對材料級別的最小要求是PE80級。而今，隨著聚乙烯生產技術的不斷發展，已開發出第三代聚乙烯管材PE100并迅速占領了高端聚乙烯管材市場。

如前所述，對PE管道進行定級時需在國際公認的認證機構(如瑞典Bodycote)進行長期靜液壓測試。這種評價方法確定的PE管道級別可信度高，但其缺點是測試周期長，廠商的等待時間久，對于更高等級的管材料研究開發尤為不利。因此，能否提出一種快捷測試的管材料性能評價方法，優選用于認證的PE管材，加快研究開發的步伐，具有重要的現實意義。達到這一目的，將大大降低廠商管材樹脂通過認證的風險，給企業降低不必要的支出。