影響裂紋擴展的因素

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分析影響PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素及防治對策3300字

分析影響PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素及防治對策3300字(3)支鏈的影響支鏈對PE管的耐慢速裂紋增長表達在三方面：①共聚單體的種類；

②支化密度；

③支鏈分布。概括闡述如下：

①共聚單體的種類PE管從化學成分上講是聚乙烯，因此從丙烯到辛烯會隨著共聚單體碳鏈長度的增加，其耐慢速裂紋增長才能也將逐步提高。但是，所謂過猶不及，共聚單體的碳鏈長度不應超過8個碳以上，由于若超過這個標準，當系帶分子從晶區(qū)拔脫時，支鏈便反轉，無法起到阻礙作用了。

②支化密度支化密度越大，系帶分子就會鏈接更多的短支，拔脫時的阻力就越大，這直接提高了PE管材的耐慢速裂紋增長才能。當然，支化密度同樣不能太大，由于它直接影響著片晶的厚度，若一度追求支化密度，勢必顧此失彼，讓片晶厚度降低，所以應保持在片晶厚度不受影響的處境下增加支化密度。

③支鏈分布PE管材發(fā)生慢速裂紋增長同樣受到支鏈數量以及支鏈的空間分布影響。經過研究察覺，當支鏈呈雙峰型分布時，全體短鏈都接枝在長鏈分子上，可以有效的抗爭PE管材的慢速裂紋增長。

(4)分子量及其分布的影響分子量越大，那么與之對應的分子鏈也就越長，分子鏈越長，形成系帶分子的可能性就越大，進而形成的系帶分子也就越多，因此有效提高了PE管材的耐慢速裂紋增長。與此同時，分子量越大，更長的分子鏈就能穿過更多的晶區(qū)，如此再次提高了分子布局的穩(wěn)定性，有效地提高了PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的抗爭才能。

當然，分子量的數量是有限的，并且分子鏈也不宜過長，假設分子鏈過長，那么會對加工工藝帶來諸多不利因素，譬如過程的分子量會導致熔體滾動指數降低。2.外部因素PE管材發(fā)生慢速裂紋增長，除了內部因素這一主要因素外，外部的環(huán)境對其也有確定的影響。譬如PE管材加工工藝的是否科學、方法是否正確、質量是否達到設計標準等。

另外，在實際的使用中，方法是否得當也對PE管材發(fā)生慢速裂紋增長有著重要影響。例如，在PE管道熱熔接口的施工過程中，施工人員應做好避陽工作，防治陽光對PE管直射。PE管屬于塑料，過高的問題會讓其內片面子在確定程度上產生變更，從而直接導致PE管材發(fā)生慢速裂紋增長。因此，在施工中確定要對溫度舉行相應的操縱，必要時可選擇夜間舉行施工。

與此同時，在PE管道填砂時也應留神，由于這道工序極易造成對PE管材接口縱向回縮，所以在施工中應嚴格按照《埋地聚乙烯給水管道工程技術規(guī)程》中的要求舉行填砂，以免埋下隱患。

對于影響PE管材的外部因素還有好多，譬如在使用過程中，其所承載的載荷等處境，但是，相對于其內片面子來說，這些外部影響因素都相對較弱。

三、防治PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的對策防治PE管材發(fā)生慢速裂紋增長，即主要工作是變更其內片面子布局上，即深入研究PE管材的工藝技術，努力提高其耐慢速裂紋增長性；

以此同時，在使用過程中，應有效操縱可能引起PE管發(fā)生慢速裂紋增長的一系列因素。

(1)內部防治對策目前，國內外眾多研究部門都選擇PE管材的化學聚合改性為突破口，制備高性能的PE管專用材料，進而闡述了PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的破壞形式，并對導致PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素分別從內片面子構造即外部使用兩方面舉行了分析，同時針對性地提出了一些防治對策。

摘要：

PE管材；

慢速裂紋增長；

防治對策PE管材相較金屬管，有著明顯的優(yōu)勢，它的耐腐蝕性強、有優(yōu)良的卷曲性和柔性易于安裝，而且本金低，在當前低碳經濟環(huán)境下，更顯節(jié)能環(huán)保的特點，尤其在輸送液體譬如水管和燃氣輸送管上，優(yōu)勢顯著。目前，國內外大都廣發(fā)將PE管材逐步取代金屬管。因此，針對PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的現象，有必要為了延長其使用壽命，對其布局舉行研究，以便有效提高PE管材的耐慢速裂紋增長性能。

一、PE管材發(fā)生慢速裂紋的形式1.PE管材的布局PE發(fā)生慢速裂紋與其布局有息息相關，由于它是一種半結晶材料，所以，一般處境下，在室溫高于PE管玻璃化轉變溫度(一27℃)時，其無定外形，呈橡膠態(tài)。

其根本骨架即由不同厚度片晶構成的晶區(qū)，以及連接這些片晶的無定形區(qū)的縱橫交織的分子組成。所謂的慢速裂紋增長，從其布局上看即在較低應力的條件下發(fā)生的分子鏈滑移，這也是造成PE管發(fā)生慢速裂紋的主要理由。

2.PE管材的破壞形式PE管慢速裂紋主要以韌性破壞、脆性破壞和氧化破壞3種形式。其中，在實際使用的過程中，以脆性破壞為最主要的表現形式，導致脆性破壞的理由主要是由于PE管在較低應力的條件下，引起了慢速裂紋擴展。是管材在實際使用過程中發(fā)生破壞的主要形式，是由在較低應力條件下引起的材料慢速裂紋擴展所致。

二、影響PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的因素1.內部因素影響PE管材產生慢速裂紋的主要因素即其分子布局參數，如上文所述，分子鏈滑移導致了管材內部布局發(fā)生了變化，進而導致了PE管產生了裂紋，所以從這個意義上說，分子鏈解纏是PE管材發(fā)生慢速開裂的真正理由。為此，筆者針對PE管分子布局參數分別舉行了分析，對分子數量、分子量、分子量分布、支化密度，以及支鏈分布和片晶厚度、片晶間距等舉行了概括分析，經過分析察覺系帶分子數量、狀態(tài)和片晶厚度以及其完整性是導致PE管慢速裂紋增長的主要因素，就此舉行相應的探討。

(1)系帶分子數量的影響系帶分子即指貫穿兩個以上片晶區(qū)域的分子，其數量是影響PE管料發(fā)生慢速裂紋增長的主要因素。理論上講，系帶分子越多，對于承受同一應力，平均分擔的應力就相對較小，因此從這個角度上說，系帶分子越多，對PE管材的耐開裂性越好。這與一根筷子輕易折斷，十根筷子不易折斷是一個道理。

由于系帶分子的形成與分子量和片晶間距有關，因此要使系帶分子數量增大，就應盡可能提高分子量數量，延長分子鏈的距離，同時縮減片晶間距，這是形成大量系帶分子的途徑。

(2)片晶的影響片晶間距越小那么系帶分子越多，由于，片晶間距是由支化點間距抉擇的，因此，支化點越密，片晶間距越小，產生的系帶分子也就越多。同時，片晶的厚度也抉擇了系帶分子的抗解纏才能，因此片晶越厚，系帶分子對解纏的抗爭才能也就越強。另外，片晶是否完整也對PE管材的耐慢速裂紋增長有重要影響，片晶越完整，其抗耐性越強，因此應盡量保證片晶的完整性。

提高PE管材的耐慢速裂紋增長功能。值得一提的是，通過變更加工條件來變更PE管內片面子機構，即變更聚合物的凝結態(tài)結構，其方法不但較使用，而且在優(yōu)化材料性能上效果顯著。

細致地說，即在聚合物加工過程中使用振動力場的方法。經過振動擠出的PE管材結晶度得到了提高，而且熔點也相應的升高，尤其其片晶較完善，且晶片變厚，這都是提高PE管材耐慢速裂紋增長的顯著標志。

(2)外部防治對策有效地操縱外部因素對PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的影響，是延長PE管材壽命必不成少的組成片面，因此在使用PE管時應按照相關文件的要求，嚴格履行操作方法，并留神外部環(huán)境可能對其造成的影響，譬如溫度、接口填砂等工序，盡可能地讓外部因素對PE管發(fā)生慢速裂紋增長的因素降至最低。

總結：

PE管材的應用已經越來越廣，因此，對其操縱發(fā)生慢速裂紋增長的影響內部工藝因素和外部因素，提出了更多、更高的要求，了解PE管的布局特點，從化學角度入手，是有效防治PE管材發(fā)生慢速裂紋增長的重要切入點。

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[1]唐巖.畢麗景.李延亮.PE管材發(fā)生慢速裂紋擴展的影響因素[J]2022年20卷3期.[2]