冷熱水用聚丁烯管道料性能對比研究

2烏蘇市質(zhì)量與計量檢測所新疆烏蘇833000摘要：近年來歲聚丁烯PB管道的研究開發(fā)越來越成熟，PB材料有著相當出色的特性，本文詳細介紹了PB的特性和應(yīng)用領(lǐng)域，并針對冷熱水用聚丁烯材料中使用率較高的均聚聚丁烯PB-H和無規(guī)共聚聚丁烯PB-R的性能進行的測試和分析比較，希望為以后聚丁烯管道材料的應(yīng)用提供一定的參考。關(guān)鍵詞：冷熱用水管道；聚丁烯PB；均聚聚丁烯PB-H;無規(guī)共聚聚丁烯PB-R;性能對比前言當前我國塑料管材的研究和制造正在飛速發(fā)展，新型的塑料管材相對于傳統(tǒng)的金屬管道有著極其優(yōu)越的特性，隨著塑料制管技術(shù)的提升和生產(chǎn)生活對管道高質(zhì)量的要求，塑料管道的使用量也逐漸增多，國家也逐漸標準化塑料管材的性能和質(zhì)量。一、聚丁烯PB管道的特性及應(yīng)用領(lǐng)域1.1聚丁烯PB管道的特性PB管無毒無味，耐腐蝕、質(zhì)量輕，抗壓性強、使用壽命長，在高溫和寒冷條件下也有較好的韌性。PB管道光滑，通流量較大，PB管道可通過熱熔方式連接形成，連接處不會出現(xiàn)滲漏的情況，管道接口處受外界溫度和重力影響較小。聚丁烯材料穩(wěn)定不易于混凝土產(chǎn)生粘連，暗埋的PB管出現(xiàn)損壞時可直接替換，維修過程簡單。1.2聚丁烯PB管道的應(yīng)用領(lǐng)域根據(jù)聚乙烯PB管道的特性分析PB管道的應(yīng)用范圍較廣，由于其較好的韌性和耐熱抗冷的特點，聚乙烯PB管道完全滿足日常生活中冷熱水系統(tǒng)的需求，另外也是高溫散熱器、熱水地面輻射供暖系統(tǒng)和表面輻射制冷系統(tǒng)的最佳選擇。雖然聚乙烯PB管道非常適用于建筑給水系統(tǒng)，但聚乙烯材料價格較高，一般只用在建筑的供暖系統(tǒng)或工程要求的項目中。冷熱水用聚丁烯管道料性能分析2.1實驗資料聚丁烯PB管道材料包含有均聚聚丁烯PB-H和無規(guī)共聚聚丁烯PB-R，其中PB-H多用于熱水管道系統(tǒng)，PB-R較多用于冷水管道系統(tǒng)，現(xiàn)選取不同顏色三種PB材料進行性能對比：PBH-1(白色），PBH-3(灰色），PBR-11(棕色）2.2實驗方向和方法2.2.1溶體質(zhì)量流動速率測試PBH-1，PBH-3，PBR-11分別取三個試樣，測試溫度設(shè)置為190℃，載荷質(zhì)量為5KG,根據(jù)GB/T3682.1-2018進行檢測，材料溶體質(zhì)量流動速率分別為所取試樣測試結(jié)果的平均值。2.2.2密度測試PBH-1，PBH-3，PBR-11分別取三個試樣，測試溫度設(shè)置為190℃，載荷質(zhì)量為2.16KG,根據(jù)GB/T1033.1-2008進行檢測，材料密度分別為所取試樣測試結(jié)果的平均值。2.2.3透光率測試PBH-1，PBH-3，PBR-11分別取三個2mm壓塑試樣，根據(jù)標準GB/T21300-2007,運用EEL57D透射儀進行檢測，透光率分別為所取試樣測試結(jié)果的平均值。2.2.4灰分測試PBH-1，PBH-3，PBR-11分別取三個質(zhì)量均為10g的試樣,測試溫度設(shè)置為600℃，根據(jù)標準GB/T9345.1-2008進行檢測，灰分分別為所取試樣測試結(jié)果的平均值。2.2.5氧化誘導時間測試PBH-1，PBH-3，PBR-11分別取三個試樣，測試溫度設(shè)置為210℃和220℃，根據(jù)GB/T19466.6-2009進行檢測，氧化誘導時間分別為所取試樣測試結(jié)果的平均值。2.2.6抗拉強度測試PBH-1，PBH-3，PBR-11分別取三個2mm壓塑1B型試樣，根據(jù)標準GB/T1040.2-2006，兩組采用50mm/min和500mm/min的速度進行拉伸測試，一組采用1mm/min的速度進行拉伸彈性模量測試。2.2.7縱向回縮率測試PBH-1，PBH-3，PBR-11分別取三個試樣，測試溫度設(shè)置為110℃，根據(jù)標準GB/T6671-2001檢測，檢測時間30min,縱向回縮率分別為所取試樣測試結(jié)果的平均值。2.2.8熔融溫度測試對PBH-1，PBH-3，PBR-11三種材料樣品采用差示掃描量熱法測定熔融溫度，選取10℃/min為升降溫速率值。2.2.9靜液壓強度測試PBH-1(白色），PBH-3(灰色），PBR-11(棕色）分別取三個試樣，測試溫度設(shè)置為95℃，載荷壓力為1.39MPa,根據(jù)標準GB/T19473.2-2004分別進行22小時、165小時、1000小時的承壓測試。2.3結(jié)果與討論2.3.1冷熱水用聚乙烯PB基本性能結(jié)果根據(jù)對PBH-1(白色），PBH-3(灰色），PBR-11(棕色）三種材料進行密度、MFR、灰分、透光率、氧化誘導時間測試，試驗結(jié)果總結(jié)如下表1：樣品MFR（g/10min）灰分（%）透光率（%）氧化誘導時間（min）5kg/190℃2.16kg/190℃210℃220℃PBH-13.320.601.394.586.140.5PBH-33.430.640.56044.222.6PBR-114.000.720.211.250.820.5PBH-1(白色），PBH-3(灰色），PBR-11(棕色）三種材料抗拉強度和縱向回縮率測試結(jié)果如下表2：樣品拉伸屈服應(yīng)力（MPa）拉伸強度（MPa）拉伸斷裂應(yīng)力（MPa）斷裂拉伸應(yīng)變（MPa）拉伸彈性模量（MPa）縱向回縮率（%）500mm/min50mm/min50mm/min50mm/min1mm/minPBH-1032.632.61846160.25PBH-3033.433.42055380.25PBR-1118.537.837.82684270.33PBH-1(白色），PBH-3(灰色），PBR-11(棕色）三種材料熔融溫度測試結(jié)果如下表3：樣品熔融溫度（℃）一次升溫二次升溫PBH-1128.2117.3PBH-3126.7116.9PBR-11117.6103.6PBH-1(白色），PBH-3(灰色），PBR-11(棕色）三種材料靜液壓強度測試結(jié)果如下表4：樣品靜液壓檢測22h165h1000hPBH-1無滲透，無斷裂無滲透，無斷裂無滲透，無斷裂PBH-3無滲透，無斷裂無滲透，無斷裂無滲透，無斷裂PBR-11無滲透，無斷裂無滲透，無斷裂無滲透，無斷裂2.3.2冷熱水用聚乙烯PB材料性能分析討論根據(jù)對PBH-1、PBH-3、PBR-11三種材料基本性能的測試發(fā)現(xiàn)，首先種材料的密度相差不大，其中PBR的數(shù)值相對較高一點，這也是由于原材料的成分所決定的，相應(yīng)的三種材料的熔體質(zhì)量流動速率也是如此。其次對其灰分和透光率進行了測試，灰分與管材加工中添加劑成分和含量有著密切聯(lián)系，透光率更是直接影響著管道使用過程的安全，透光率越小越能保證疏水管道內(nèi)的水質(zhì)。根據(jù)測試結(jié)果分析可知PBH-1所用的添加劑最多，透光率PBH-1也最高，材料顏色會影響材料的透光率，在選擇疏水管時也可根據(jù)管道顏色選擇適合的材料。氧化誘導時間的測試是研究材料抗氧化性的主要方法，根據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)三種材料的氧化時間與環(huán)境溫度有密切的關(guān)系，溫度越高，材料被氧化的速度越快，但總結(jié)發(fā)現(xiàn)PBH-1的抗氧化能力要由于PBH-3和PBR-11。對三種材料進行測試中抗拉強度測試能體現(xiàn)直接體現(xiàn)材料的質(zhì)量。根據(jù)結(jié)果顯示PBR-11的抗拉強度和斷裂抗拉應(yīng)變值比PBH-1、PBH-3的值要高，PBR的縱向回縮率也較高，說明PBR材料的強度和韌性都比PBH材料更加突出。但熔融溫度的測試結(jié)果表示PBR耐熱性不如PBH。所有聚丁烯PB管都能通過長時間的靜液壓檢測，三種材料都具有非常好的抗內(nèi)壓能力。總結(jié)本文通過對三種聚丁烯材料進行性能測試，分析發(fā)現(xiàn)PBH和PBR都具有較強的穩(wěn)定性，抗壓、抗氧化、耐熱能力俱佳，完全符合建筑疏水管道需求。P