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(一)聚乙烯燃?xì)夤馨l(fā)展簡史
聚乙烯管習(xí)慣上按照密度分為低密度及線型低密度聚乙烯(LDPE及LLDPE)管(密度為0.900~0.930g/cm3),中密度聚
乙烯(MDPE)管(密度為0.930~0.940g/cm3)和高密度聚乙烯(HDPE)管(密度為0.940-0.965g/cm3)。由于材料的不斷進(jìn)步,根據(jù)發(fā)展階段和性能的不同,產(chǎn)生了材料的等級分化,密度不能反映聚乙烯作為管材的本質(zhì)性能,因此目前國際上根據(jù)聚乙烯管的長期靜液壓強(qiáng)度(MRS)對管材及其原料進(jìn)行分類和命名。長期靜液壓強(qiáng)度是指連續(xù)施加在該聚乙烯樹脂制管管壁上50年時引起管材破壞時所計(jì)算的在管壁上的環(huán)向張應(yīng)力,該值是管材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。聚乙烯管的工程設(shè)計(jì)概念與金屬管不同,對于金屬管的設(shè)計(jì),廣泛的使用環(huán)境溫度下的屈服強(qiáng)度系數(shù)。而聚乙烯管與金屬管不同,它受持續(xù)應(yīng)力及溫度變化的影響,因此聚乙烯管的設(shè)計(jì)應(yīng)力應(yīng)根據(jù)長期強(qiáng)度來決定,即通過繪制恒溫下應(yīng)力與破壞時間的曲線來確定。根據(jù)聚乙烯管的長期靜液壓強(qiáng)度(MRS),國際上將聚乙烯管材料分為PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五個等級。
(二)PE80與PE100聚乙烯燃?xì)夤芙Y(jié)構(gòu)和混配料的比較
目前國際上使用量最大的管材樹脂的MRS值為8.0MPa(PE80級),其樹脂共聚單體含量比較高,具有較高的長期靜液壓強(qiáng)度和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能。而MRS值為10MPa(PE100級)的管材樹脂具有雙峰型分子分布、己烯共聚物,具有較高的密度和剛度,很強(qiáng)的蠕變抵抗能力,在提高長期靜液壓強(qiáng)度的同時,也提高了耐慢速裂紋增長和耐快速開裂擴(kuò)展性能,并具有良好的加工性,為提高管網(wǎng)輸送壓力、增大管道口徑、擴(kuò)大管道應(yīng)用范圍創(chuàng)造了條件。目前PE100的管材使用量,特別是在大口徑管材上的用量,正在迅速上升。