鋼梁排架加固方案

1、預應(yīng)力型鋼梁排架支撐方案根據(jù)年月日02棟會堂復合大跨度梁專題會議紀要，建設(shè)單位及設(shè)計院要求對02棟二層預應(yīng)力型鋼梁的地下室區(qū)域進行排架支撐加固，將上部荷載卸載至地下室底板，并編制施工方案。一、工程概況 1.1 預應(yīng)力型鋼梁加固部位簡介此處略去。建筑層數(shù): 地下2層；地上12層 建筑結(jié)構(gòu)： 鋼筋混凝土框架、剪力墻結(jié)構(gòu)。02棟二層轉(zhuǎn)換層1軸至3軸交B軸至C軸為勁性預應(yīng)力混凝土（計：兩榀）（鋼柱由地下室底板起）1.2 地庫頂板的平、剖面示意圖頂板加固區(qū)域平面見附圖:支撐平面示意圖、支架剖面圖。二、排架搭設(shè)方法 2.1 排架支撐形式 （1）采用 48×3.0腳手鋼管滿堂搭設(shè)，由立桿、水平桿、

2、縱橫向剪刀撐等桿件組成受力體系，節(jié)點連接采用鑄鐵扣件。 （2）排架立桿橫向間距為300mm，縱向間距為300mm，排架步距為 1800mm，縱或橫水平桿與立桿采用雙扣件連接。 （3）排架的外立面均連續(xù)設(shè)置剪刀撐。每組剪刀撐跨越立桿根 數(shù)為 57 根（6m），斜桿與地面夾角在 45°60°之間。 （4）在立桿離地面 200mm 處，設(shè)置縱向與橫向的掃地桿，以約束立桿水平位移。 （5）排架周邊凡有框架柱處，每步設(shè)一道拉結(jié)桿，采用鋼管與扣件對排架與框架柱進行拉結(jié)。 三、勞動組織及職責分工3.1 管理人員組織及職責分工見圖3.1。3.2 勞務(wù)隊人員組織及職責分工見圖3.2。3.3

3、人工分工及數(shù)量根據(jù)施工進度計劃及施工區(qū)域劃分進行勞動力安排，主要勞動力分工及數(shù)量見表3.1。項目總工程師： 負責項目經(jīng)理部全部技術(shù)、質(zhì)量工作資料核算組負責人：1、 排架方案編制工作中的成本控制；2、 排架施工過程中成本的監(jiān)控。施工組負責人：1、 排架方案編制及對排架工程進行技術(shù)交底；2、 對排架施工過程進行監(jiān)控；3、 負責排架工程驗收。質(zhì)量組負責人：1、 對排架工程質(zhì)量進行監(jiān)控、檢查，督促不合格項目的整改；2、 對建材質(zhì)量進行檢查、監(jiān)控。安全組負責人：1、 對排架工程施工過程中安全進行監(jiān)控；2、 督促有關(guān)人員對安全隱患進行整改。圖3.1 管理人員組織及職能分工項目部1、 全面負責技術(shù)工作；2、

4、 負責向班組交底及交底執(zhí)行情況。模板工長：1、 對排架搭設(shè)向工人交底；2、 對排架搭設(shè)進行現(xiàn)場指導。質(zhì)檢員：1、 對排架工程質(zhì)量進行監(jiān)控、檢查，落實不合格項目的整改；2、 負責排架工程自檢。測量員：1、配合項目部進行測量工作。圖3.2 勞務(wù)隊人員組織及職責分工表3.1 勞動力準備一覽表序 號施工部位工種/人數(shù)地下室部分1木 工102架子工204電 工1四、地庫頂板鋼管支撐排架計算書 地庫頂板鋼管支模排架計算書（一）、參數(shù)信息: 4.1.模板支架參數(shù) 橫向間距或排距(m):0.30；縱距(m):0.30；步距(m):1.80； 模板支架搭設(shè)高度(m):4.80； 采用的鋼管(mm):48

5、5;3.0 ； 扣件連接方式:雙扣件，取扣件抗滑承載力系數(shù):0.80； 板底支撐連接方式:鋼管支撐； 計算部位：B軸至C軸交1軸至3軸；計算層數(shù)：4層（由華森設(shè)計院提供）4.2.荷載參數(shù)1、木方自重(kN/m2 ):0.350；2、結(jié)構(gòu)荷載(kN/m2 ):8（由華森設(shè)計院提供）,對其換算，結(jié)果如下：總面積：8.7×2×8.7×2×4=1211.04m2，總荷載：1211.04×8×0.5=4844,支撐面積：1.6×8.7×2×2=55.68m2, 轉(zhuǎn)化為均布荷載：4844.16÷55.68m

6、2=87KN/m2。3、 施工均布荷載標準值:2.500 kN/m2。 4.3.材料參數(shù)面板木方，規(guī)格為40mm×90mm；彈性模量E(N/mm2):9500；抗彎強度設(shè)計值(N/mm2):13；板底支撐采用鋼管加U型托架。采用的鋼管類型為 48×3.0?？奂摴軜前逯Ъ苡嬎銜Ъ艿挠嬎銋⒄战ㄖ┕た奂戒摴苣_手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2011）。支架搭設(shè)高度為4.8米， 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距 b=0.30米，立桿的橫距 l=0.30米，立桿的步距 h=1.80米。圖1 樓板支撐架立面簡圖圖2 樓板支撐架荷載計算單元一、面板木方計算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗算其抗彎強度

7、和剛度。面板的按照三跨連續(xù)梁計算。 靜荷載標準值 q1 = 87×0.3+0.350×0.300=26.205kN/m 活荷載標準值 q2 = 2.5×0.3=0.75kN/m 面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: 本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 40×90×90/6 = 54.00cm3； I = 40×90×90×90/12 = 24.3cm4； (1)抗彎強度計算 f = M / W < f 其中 f 面板的抗彎強度計算值(N/mm2)； M 面板的最大彎距(N.mm)；W 面

8、板的凈截面抵抗矩；f 面板的抗彎強度設(shè)計值，取13.00N/mm2；M= 0.1ql2 其中 q 荷載設(shè)計值(kN/m)； 經(jīng)計算得到 M = 0.1×(1.2×26.205+1.4×0.75)×0.3×0.3=0.292kN.m。經(jīng)計算得到面板抗彎強度計算值f=0.292×1000×1000/54000=5.407N/mm2 面板的抗彎強度驗算 f < f,滿足要求! (2)抗剪計算 T = 3Q/2bh < T 其中最大剪力 Q=0.6×(1.2×26.205+1.4×0.75)

9、×0.3=5.849kN 截面抗剪強度計算值 T=3×5849/(2×400×40)=0.548N/mm2 截面抗剪強度設(shè)計值 T=1.40N/mm2 抗剪強度驗算 T < T，滿足要求! (3)撓度計算 v = 0.677ql4 / 100EI < v = l / 250 面板最大撓度計算值v = 0.677×26.955×3004/(100×9500×243000)=0.64mm 面板的最大撓度小于300/250,滿足要求!二、縱向支撐鋼管的計算縱向鋼管按照均布荷載作用下的連續(xù)梁計算，截面力學參數(shù)為

10、截面抵抗矩 W = 5.08cm3；截面慣性矩 I = 12.19cm4；1.荷載的計算： (1)鋼筋混凝土板自重(kN/m)： q = 87×0.3=26.1kN/m (2)木方的自重線荷載(kN/m)： q =0.350×0.3=0.105kN/m (3)活荷載為施工荷載標準值與振倒混凝土時產(chǎn)生的荷載(kN/m)： 經(jīng)計算得到，活荷載標準值 q2 = 2.5×0.3=0.75kN/m 靜荷載 q1 = 87×0.3+0.35×0.3=26.205kN/m活荷載 q2 = 2.5×0.3=0.75kN/m2.抗彎強度計算 最大彎矩

11、M = 0.1ql2=0.1×26.955×0.3×0.3=0.243kN.m 最大剪力 Q=0.6×0.3×26.955=4.852kN 最大支座力 N=1.1×0.3×26.955=8.895kN 抗彎計算強度 f=0.243×106/5080=47.83N/mm2 縱向鋼管的抗彎計算強度小于205.0N/mm2,滿足要求! 3.撓度計算 三跨連續(xù)梁均布荷載作用下的最大撓度 V=0.677×47.83×300.04/(100×2.06×105×121900.0)

12、=0.104mm 縱向鋼管的最大撓度小于300.0/150與10mm,滿足要求!三、板底支撐鋼管計算橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計算集中荷載P取縱向板底支撐傳遞力，P=8.895kN抗壓強度驗算最大支座反力 N1=8.895KN木方自重 N2=0.35×0.3×0.3=0.032KN鋼管自重 N3=0.161×4.8=0.773KN N=8.895+0.032+0.773=9.7KNNAf4.89×205×10-3100.245kN >9.7kN，滿足要求。穩(wěn)定性計算i查Q235鋼b類截面軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)表得0.322立桿穩(wěn)

13、定性滿足要求。經(jīng)過連續(xù)梁的計算得到 四、扣件抗滑移的計算縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(規(guī)范):R Rc其中 Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計值,取8.0kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計值； 計算中R取最大支座反力，R=8.955kN 單扣件抗滑承載力的設(shè)計計算不滿足要求,考慮采用雙扣件! 五、立桿頂撐驗算（采用36的可調(diào)螺栓桿頂撐）立桿考慮插管與套管之間因松動而產(chǎn)生的偏心，應(yīng)按下式的壓彎桿件計算：N= N1 + N2+ N39.7kN mx=1.0 i 查Q235鋼b類截面軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)表得0.925 ,滿足要求。立桿頂撐壓彎受力滿足要求。六、基

14、礎(chǔ)承載力驗算：底板承載力不作驗算。七、安全保障技術(shù)措施 1在主體施工時，樓層上嚴禁大量堆積材料。 2成立觀測小組，對支撐架進行動態(tài)觀測，觀察架體是否有變形。 3支架搭設(shè)完成后，若無業(yè)主單位、監(jiān)理單位及施工單位允許，嚴禁拆除。必須等預應(yīng)力全部張拉完成后，方可進行拆除。4加強觀測預應(yīng)力鋼梁的變形觀測，如沉降、裂縫等。 聚乙烯（PE）簡介1.1聚乙烯化學名稱：聚乙烯英文名稱：polyethylene，簡稱PE結(jié)構(gòu)式： 聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂，也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯是五大合成樹脂之一，是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進口量最多的品種。聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯為白色蠟狀半

15、透明材料，柔而韌，比水輕，無嗅、無味、無毒，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機溶劑，且不發(fā)生溶脹。工業(yè)上為使用和貯存的方便通常在聚合后加入適量的塑料助劑進行造粒，制成半透明的顆粒狀物料。PE易燃，燃燒時有蠟味，并伴有熔融滴落現(xiàn)象。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度，也與聚合工藝及后期造粒過程中加入的塑料助劑有關(guān)。2.力學性能PE是典型的軟而韌的聚合物。除沖擊強度較高外，其他力學性能絕對值在塑料材料中都是較低的。PE密度增大，除韌性以外的力學性能都有所提高。LDPE由于支化度大，結(jié)晶度低，密度小，各項力學性能較低，但韌性良好，耐沖擊。HDPE支化度

16、小，結(jié)晶度高，密度大，拉伸強度、剛度和硬度較高，韌性較差些。相對分子質(zhì)量增大，分子鏈間作用力相應(yīng)增大，所有力學性能，包括韌性也都提高。幾種PE的力學性能見表1-1。表1-1 幾種PE力學性能數(shù)據(jù)性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸強度MPa拉伸彈性模量MPa壓縮強度MPa缺口沖擊強度kJ·m-2彎曲強度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.熱性能PE受熱后，隨溫度的升高，結(jié)晶部分逐漸熔化，無定形部分逐漸

17、增多。其熔點與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。HDPE的熔點約為125137，MDPE的熔點約為126134，LDPE的熔點約為105115。相對分子質(zhì)量對PE的熔融溫度基本上無影響。PE的玻璃化溫度（Tg）隨相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度和支化程度的不同而異，而且因測試方法不同有較大差別，一般在-50以下。PE在一般環(huán)境下韌性良好，耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良，PE的脆化溫度(Tb)約為-80-50，隨相對分子質(zhì)量增大脆化溫度降低，如超高相對分子質(zhì)量聚乙烯的脆化溫度低于-140。PE的熱變形溫度(THD)較低，不同PE的熱變形溫度也有差別，LDPE約為3850(0.45MPa，下同)，MDPE約為5075，HDPE約

18、為6080。PE的最高連續(xù)使用溫度不算太低，LDPE約為82100，MDPE約為105121，HDPE為121，均高于PS和PVC。PE的熱穩(wěn)定性較好，在惰性氣氛中，其熱分解溫度超過300。PE的比熱容和熱導率較大，不宜作為絕熱材料選用。PE的線脹系數(shù)約在(1530)×10-5K-1之間，其制品尺寸隨溫度改變變化較大。幾種PE的熱性能見表1-2。表1-2幾種PE熱性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔點熱降解溫度(氮氣)熱變形溫度(0.45MPa)脆化溫度線性膨脹系數(shù)(×10-5K-1)比熱容J·(kg·K)-1熱導率/ W·

19、;(m·K)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.電性能PE分子結(jié)構(gòu)中沒有極性基團，因此具有優(yōu)異的電性能，幾種PE的電性能見表1-3。PE的體積電阻率較高，介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小，幾乎不受頻率的影響，因而適宜于制備高頻絕緣材料。它的吸濕性很小，小于0.01（質(zhì)量分數(shù)），電性能不受環(huán)境濕度的影響。盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性，但由于耐熱性不夠高，作為絕緣材料使用，只能達到Y(jié)級（工作溫度9

20、0）。表1-3聚乙烯的電性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯體積電阻率/·cm介電常數(shù)/F·m-1（106Hz）介電損耗因數(shù)（106Hz）介電強度/kV·mm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化學穩(wěn)定性PE是非極性結(jié)晶聚合物，具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液，如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及各類鹽溶液(包括具有氧化性的高錳酸鉀溶液和重鉻酸鹽溶液等)，即使在較高的濃

21、度下對PE也無顯著作用。但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對聚乙烯有緩慢侵蝕作用。PE在室溫下不溶于任何溶劑，但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高，PE結(jié)晶逐漸被破壞，大分子與溶劑的作用增強，當達到一定溫度后PE可溶于脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等。如LDPE能溶于60的苯中，HDPE能溶于8090的苯中，超過100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫萘、十氫萘、石油醚、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化，具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低，力學性能和電性能下降，并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋，最終喪失使用性能。為了防止P

22、E的氧化降解，便于貯存、加工和應(yīng)用，一般使用的PE原料在合成過程中已加入了穩(wěn)定劑，可滿足一般的加工和使用要求。如需進一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等。6.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成，本身毒性極低，但為了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑，可能影響到它的衛(wèi)生性。樹脂生產(chǎn)廠家在聚合時總是選用無毒助劑，且用量極少，一般樹脂不會受到污染。PE長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質(zhì)接觸容易引起溶脹，PE中有些低相對分子質(zhì)量組分可能會溶于其中，因此，長期使用PE容器盛裝食用油脂會產(chǎn)生一種蠟味，影響食用效果。1.1.2聚乙烯的分類聚乙烯的生產(chǎn)方法

23、不同，其密度及熔體流動速率也不同。按密度大小主要分為低密度聚乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中線性低密度聚乙烯屬于低密度聚乙烯中的一種，是工業(yè)上常用的聚乙烯，其他分類法有時把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。按相對分子質(zhì)量可分為低相對分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對分子質(zhì)量聚乙烯、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯。按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名稱： Low density polyethylene，簡稱LDPE低密度聚乙烯，又稱高壓聚乙烯。無味、無臭、無毒、表面無光澤、乳白色蠟狀顆粒，密度

24、0.9100.925g/cm3，質(zhì)輕，柔性，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐-70），但力學強度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度較低（55%65%），熔點105115。LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝，如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風焊、熱焊接等，成型加工性好。主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名稱：High Density Polyethylene，簡稱HDPE高密度聚乙烯，又稱低壓聚乙烯。

25、無毒、無味、無臭，白色顆粒，分子為線型結(jié)構(gòu)，很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物。力學性能均優(yōu)于低密度聚乙烯，熔點比低密度聚乙烯高，約125137，其脆化溫度比低密度聚乙烯低，約-100-70，密度為0.9410.960g/cm3。常溫下不溶于一般溶劑，但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時間接觸時能溶脹，在70以上時稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。吸水性小，具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法，生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材

26、、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶，繩纜、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等。3.線性低密度聚乙烯英文名稱：Linear Low Density Polyethylene，簡稱LLDPE線形低密度聚乙烯被認為是“第三代聚乙烯”的新品種，是乙烯與少量高級-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒，密度0.9180.935g/cm3。與LDPE相比，具有強度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點，且軟化溫度和熔融溫度較高，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性，耐沖擊強度、耐撕裂強度等性能。并可耐酸、堿、有機溶劑等。LLDPE

27、可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。由于不存在長支鏈，LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名稱：Medium density polyethylene，簡稱MDPE中密度聚乙烯是在合成過程中用-烯烴共聚，控制密度而成。MDPE的密度為0.9260.953g/cm3，結(jié)晶度為7080，平均相對分子質(zhì)量為20萬，拉伸強度為824MPa，斷裂伸長率為5060，熔融溫度126135，熔體流動速率為0.135g10min，熱變形溫度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特點是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及強度的長期保持性。MDP

28、E可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法，生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相對分子質(zhì)量聚乙烯英文名稱：ultra-high molecular weight polyethylene，簡稱UHMWPE超高相對分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強度高，耐疲勞，耐磨，是一種線型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對分子質(zhì)量達到300600萬，密度0.9360.964g/cm3，熱變形溫度(0.46MPa)85，熔點130136。UHMWPE因相對分子質(zhì)量高而具有其他塑料無可比擬的優(yōu)異性能，如耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于機械、

29、運輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運動器械等領(lǐng)域，其中以大型包裝容器和管道的應(yīng)用最為廣泛。另外，由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性，已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學上使用，而且，超高相對分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異，在-40時仍具有較高的沖擊強度，甚至可在-269下使用。超高相對分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復合材料在軍事上已用作裝甲車輛的殼體、雷達的防護罩殼、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相對分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達108Pa·s，流動性極差，其熔體流動速率幾乎為零，所以很難用一般的機械加工方法進行加工。近年來，通過對普通加工設(shè)備

30、的改造，已使超高相對分子質(zhì)量聚乙烯由最初的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來迅速發(fā)展的一類新型高分子樹脂，其相對分子質(zhì)量分布窄，分子鏈結(jié)構(gòu)和組成分布均一，具有優(yōu)異的力學性能和光學性能，已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔體粘度比PVC低，流動性能好，不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。前文已介紹了各類聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介紹在成型過程中應(yīng)注意的幾個問題。聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料，吸濕小，成型前不需充分干燥，熔體流動性極好，流動性對壓力敏感，成型時宜用高壓注射，料溫均勻，

31、填充速度快，保壓充分。不宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。PE的熱容量較大，但成型加工溫度卻較低，成型加工溫度的確定主要取決于相對分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180左右， HDPE在220左右，最高成型加工溫度一般不超過280。熔融狀態(tài)下，PE具有氧化傾向，因而，成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時間。PE的熔體粘度對剪切速率敏感，隨剪切速率的增大下降得較多。當剪切速率超過臨界值后，易出現(xiàn)熔體破裂等流動缺陷。制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻，應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致，以免產(chǎn)生

32、內(nèi)應(yīng)力，降低制品的力學性能。收縮范圍和收縮值大(一般成型收縮率為1.55.0)，方向性明顯，易變形翹曲，冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時，可強行脫模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯屬非極性聚合物，與無機物、極性高分子相容性弱，因此其功能性較差，采用改性可提高PE的耐熱老化性、高速加工性、沖擊強度、粘接性、生物相容性等性質(zhì)。常用的改性方法包括物理改性和化學改性。1.物理改性物理改性是在PE基體中加入另一組分(無機組分、有機組分或聚合物等)的一種改性方法。常用的方法有增強改性、共混改性、填充改性。（1）增強改性 增強改性是指填充后對聚合物有增強效果的改性。加入的增強

33、劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等。自增強改性也屬于增強改性的一種。自增強改性。所謂自增強就是使用特殊的加工成型方法，使得材料內(nèi)部組織形成伸直鏈晶體，材料內(nèi)部大分子晶體沿應(yīng)力方向有序排列，材料的宏觀強度得到大幅度提高，同時分子鏈有序排列將使結(jié)晶度提高，從而使材料的強度進一步提高，由于所形成的增強相與基體相的分子結(jié)構(gòu)相同，因而不存在外增強材料中普遍存在的界面問題。如采用超高相對分子質(zhì)量聚乙烯(UHMPE)纖維增強LDPE，在加熱加壓成型的條件下，可以形成良好的界面，最大限度發(fā)揮基體和纖維的強度。纖維增強改性。纖維增強聚合物基復合材料由于具有比強度高、比剛度高等優(yōu)點而得到廣

34、泛應(yīng)用。如采用經(jīng)KH-550偶聯(lián)劑處理的長玻璃纖維(LGF)與PE復合制備的PELGF復合材料，當LGF加入量為3O(質(zhì)量分數(shù))、長度約為35mm時，復合材料的拉伸強度和沖擊強度分別為52.5MPa和52kJm。晶須改性。晶須的加入能夠大幅度提高HDPE材料的力學性能，包括短期力學性能及耐長期蠕變性能。晶須對HDPE材料的增強作用主要歸因于它們之間的良好界面粘接，同時剛性的晶須則能夠承擔較大的外界應(yīng)力使復合材料的模量得到提高。納米粒子增強改性。少量無機剛性粒子填充PE可同時起到增韌與增強的作用。如將表面處理過的納米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE，SiO2納米粒子均勻分散于基材中，與基材

35、形成牢固的界面結(jié)合，當填充質(zhì)量分數(shù)為2時，拉伸強度、斷裂伸長率分別提高了13.7MPa和174.9。（2）共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韌性、沖擊強度、粘接性、高速加工性等各種缺陷，使其具有較好的綜合性能。共混改性主要是向PE基體中加入另一種聚合物，如塑料類、彈性體類等聚合物，以及不同種類的PE之間進行共混。PE系列的共混改性。單一組分的PE往往很難滿足加工要求，而通過不同種類PE之間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PE材料。如通過LDPE與LLDPE共混，解決了LDPE因大量添加阻燃劑和抗靜電劑等助劑造成力學性能急劇降低的問題；LLDPE與HDPE共混后可以提高產(chǎn)品的綜合性能。PE與彈性

36、體的共混改性。彈性體具有低的表面張力、較強的極性、突出的增韌作用，因此與PE共混后，既能保持PE的原有性能，同時也可以制備出具有綜合優(yōu)良性能的PE。如LDPE-聚烯烴彈性體(POE)共混物，當POE的質(zhì)量分數(shù)為3O時，共混體系的拉伸強度達到最大值，為21.5 MPa。PE與塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韌性，但制品的強度和模量較低，與工程塑料等共混可提高復合體系的綜合力學性能。但PE和這類高聚物的界面問題也是影響其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容劑以提高共混物的力學性能。（3）填充改性 填充改性是在PE基質(zhì)中加入無機填料或有機填料，一方面可以降低成本達到增重的目的，另一方面可提

37、高PE的功能性，如電性能、阻燃性能等，但同時對復合材料的力學性能和加工性能帶來一定程度的影響。無論是無機填料還是有機填料，填料與PE基體的相容性和界面粘接強度是PE填充改性必須面臨的問題，而PE是非極性化合物，與填料相容性差，因此，必須對填料進行表面處理。填料的表面處理一般采用物理或化學方法進行處理，在填料表面包覆一層類似于表面活性劑的過渡層，起“分子橋”的作用，使填料與基體樹脂間形成一個良好的粘接界面。常用的填料表面處理技術(shù)有：表面活性劑或偶聯(lián)劑處理技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、聚合填充技術(shù)和原位乳液聚合技術(shù)等。PE中填充木粉、淀粉、廢紙粉、滑石粉、碳酸鈣等一類填料，不僅可以改善PE的性能，同時也

38、具有十分重要的健康環(huán)保意義。2.化學改性化學改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交聯(lián)改性、氯化及氯磺化改性和等離子體改性處理等方法。其原理是通過化學反應(yīng)在PE分子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團，由此提高材料的力學性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。（1）接枝改性 接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到PE主鏈上的一種改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同時又增加了其新的功能。常用的接枝單體有丙烯酸(AA)、馬來酸酐(MA)、馬來酸鹽、烯基雙酚A醚和活性硅油等。接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、輻射接枝法、光接枝法等。（2）共聚改性 共聚改性是指通過共聚反應(yīng)將其他大分子

39、鏈或官能團引入到PE分子鏈中，從而改變PE的基本性能。主要改性品種有乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烴（如辛烯POE、環(huán)烯烴）共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）等。通過共聚反應(yīng)，可以改變大分子鏈的柔順性或使原來的基團帶有反應(yīng)性官能團，可以起到反應(yīng)性增容劑的作用。（3）交聯(lián)改性 交聯(lián)改性是指在聚合物大分子鏈間形成了化學共價鍵以取代原來的范德華力，由此極大地改善了諸如耐熱性、耐磨性、彈性形變、耐化學藥品性及耐環(huán)境應(yīng)力開裂性等一系列物理化學性能，適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。聚乙烯的交聯(lián)改性方法包括過氧化物交聯(lián)(化學交聯(lián))、高能輻射交聯(lián)、硅烷接枝交聯(lián)、紫外光交聯(lián)。（4）氯化及氯磺化改性 氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一種高分子