现代塑料加工应用 ・ ２ ０ １ ３年第２ ５卷第ｌ期 ２４ ・ Ｍ（）ＤＥＲＮ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＮＤ ＡＰＰＩ ＩＣＡＴ１０ＮＳ 高模量聚丙烯双壁波纹管的制备 及其应用优势研究 李贤梅李艳 蒋明中 付志敏 （顾地科技股份有限公司，湖北鄂州，４３６０００） 摘要：主要制备了与聚乙烯双壁波纹管相同结构的高模量聚丙烯双壁波纹管，分析了其质量、环刚度、冲击性能等。结 果表明：与高密度聚乙烯双壁波纹管相比，高模量聚丙烯双壁波纹管的环刚度较高；在相同环刚度下单位长度质量轻，ｎＴ以 节省原料；在０℃时保持较高的冲击性能，在应用上具有较大的优势。 关键词： 高模量聚丙烯 高密度聚乙烯 双壁波纹管 环刚度 单位长度质量 冲击性能 Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＰ Ｈｉｇｈ－－Ｍｏｄｕｌｕｓ Ｄｏｕｂｌｅ。＿Ｗａｌｌ Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ Ｐｉｐｅｓ ａｎｄ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｌｉ Ｘｉａｎｍｅｉ Ｌｉ Ｙａｎ Ｊｉａｎｇ Ｍｉｎｇｚｈｏｎｇ Ｆｕ Ｚｈｉｍｉｎ （Ｇｏｏｄｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｅｚｈｏｕ，Ｈｕｂｅｉ，４３６０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｍｏｄｕｌｓ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ （ＨＭ—ＰＰ）ｄｏｕｂｌｅ—ｗａｌｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｐｉｐｅｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＨＤＰＥ ｄｏｕｂｌｅ—ｗａｌｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｐｉｐｅ．Ｔｈｅｉｒ ｗｅｉｇｈｔ，ｒｉｎｇ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＨＤＰＥ ｄｏｕｂｌｅ—ｗａｌｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｐｉｐｅｓ，ｔｈｅ ｒｉｎｇ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ＨＭ—ＰＰ ｄｏｕｂｌｅ—ｗａｌｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｐｉｐｅｓ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ：ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｒｉｎｇ ｓｔｉｆｆ— ｎｅｓｓ，ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｐｅｒ ｍｅｔｅｒ ｉｓ ｌｉｇｈｔｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｐｉｐｅｓ ｃａｎ ｂｅ ｓａｖｅｄ ｍａｎｙ； ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ＨＭ—ＰＰ ｄｏｕｂｌｅ ｗａｌｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｐｉｐｅｓ ｃａｎ ｋｅｅｐ ｈｉｇｈ ｉｍｐａｃｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｔ ０℃，ａｎｄ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｍｏｄｕＩｓ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ｈｉｇｈ ｄｅｕｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；ｄｏｕｂｌｅ—ｗａｌｌ ｃｏｒｒｕ— ｇａｔｅｄ ｐｉｐｅ；ｒｉｎｇ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｐｅｒ ｍｅｔｅｒ ｗｅｉｇｈｔ；ｉｍｐａｃｔ ｐｒｏｐｅｒｔｙ 双壁波纹管依据材料不同可分高密度聚乙 烯（ＨＤＰＥ）、聚丙烯（ＰＰ）和硬质聚氯乙烯 （ＰＶＣ）等双壁波纹管。 ＰＰ的弹性模量比ＨＤＰＥ的高，而且国外通 １ 试验部分 １．１ 试验材料及样品制备 试验用ＨＤＰＥ和ＨＭ—ＰＰ树脂分别为广东 茂名石油化工有限公司生产ＴＲ４８０Ｍ和北欧化 过聚合工艺开发出了高刚度ＰＰ，同时ＰＰ的成 型性接近ＨＤＰＥ的，远优于ＰＶＣ的，近年国外 塑料室外排水管一个明显的动向是越来越多采 工博禄公司生产的牌号为ＢｏｒＥＣＯ ＢＡ２ｌ２Ｅ，制 备双壁波纹管样品的生产线设备为潍坊中云机 用高刚度ＰＰ的结构壁管。本研究以国外高模 量ＰＰ（ＨＭ—ＰＰ）双壁波纹管专用料为原料，利用 现有的聚乙烯（ＰＥ）双壁波纹管生产设备，制备 出与ＨＤＰＥ双壁波纹管相同结构的ＨＭ—ＰＰ双 壁波纹管。对比分析了其环刚度、单位长度质量 及冲击性能等。 收稿日期：２０１ ２－０８—１０；修改稿收到日期：２０１２ １卜Ｏ５。 作者简介：李贤梅（１９７５），女，工程师．１９９９年毕业于四 川大学，现担任顾地科技股份有限公司研发中心主任，主要 从事塑料管道的研究开发工作。 ＊通信联系人，Ｅ—ｍａｉｌ：ｅｎｙａｌｘｙ＠１６３．ｃｏｒｌｌ。 李贤梅等．高模量聚丙烯双壁波纹管的制备及其应用优势研究 器有限公司产的型号ＳＢＧ１０００设备。 样品试制工艺参数如表１，工艺步骤如下： １）将树脂（１００份）、色母料（２～５份）、助剂（２－－ ５份）按质量比进行配料，混合；２）利用热风对 混合后的物料进行干燥预热；３）将干燥预热后 的物料分别输送至用于挤出双壁波纹管内外层 的挤出机中，进行塑化挤出，并模压成型为双壁 波纹管；４）待模压成型的双壁波纹管冷却定型 后，进行定长切割。 表１ 试制样品工艺参数 １．２ 性能测试 管材环刚度利用万能电子拉力试验机 （ＣＭＴ４３０４，深圳新三思材料检测有限公司）按 ＧＢ／Ｔ １４１５２—２０ｌｌ进行测试。 管材冲击强度利用落锤冲击试验机（ＬＣ一 ３００Ａ，承德市精密试验机厂）按ＧＢ／Ｔ １４１５２— ２００１进行测试。 ２结果与讨论 ２．１ 环刚度 环刚度是塑料埋地排水管道抵抗外负载能 力的重要参数。ＨＤＰＥ与ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管 的环刚度如表２。从表２可以看出：ＨＭ—ＰＰ波 纹管的环刚度都大于８ ｋＮ／ｍ 。 表２ ＨＤＰＥ双壁波纹管和ＨＭ．ＰＰ双壁波纹管的环刚度 环刚度／（ｋＮ・ｍ ） 管道内径／ｍｍ—— ＨＤＰＥ ＨＭ—ＰＰ ２．２ 内径和单位长度质量 ＨＤＰＥ和ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管在内径方面 的比较如表３所示。当管道生产设备模具相同 时，使用ＨＭ－ＰＰ原料的产品内径收缩比ＨＤＰＥ 原料的小３０ 左右。因此当管道用于埋地排水 排污时，ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管排水排污量较大。 表３ ＨＤＰＥ和ＨＭ．ＰＰ双壁波纹管内径 内径规 实际管道内径／ｍｍ 格／ｍｍ ＨＤＰＥ ＨＭ—ＰＰ ＨＤＰＥ双壁波纹管和ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管 单位长度质量比较如表４所示。结合表２管道 的环刚度及表４中管道的质量可以看出，在同一 口径下，ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管具有更高的环刚 度，且其单位长度质量也更轻。 表４双壁波纹管单位长度质量 ｋｇ／ｍ 另一方面，对于同一口径的双壁波纹管，在 相同环刚度等级时，采用ＨＭ—ＰＰ生产双壁波纹 管在单位长度上具有较轻的质量（见表５）。 表５相同环刚度时双壁波纹管单位长度质量 ｋｇ／ｍ 表６为相同环刚度时ＨＭ－ＰＰ双壁波纹管 省料情况。从表５和表６可以明显地看出：ＨＭ— ＰＰ双壁波纹管在单位长度质量上具有明显的优 势，可以节省原料约３６ ～５２ ，节约原料成本 约３５ ～５１ ，且随着管径的增大，节省的原料 就越多，该优势越明显。本研究是制备了与 ＨＤＰＥ结构相同的ＨＭ－ＰＰ双壁波纹管，如果通 ・ ２６ ・ 现代塑料加工应用 ２０１３年２月 过优化设计改进ＨＭ—ＰＰ的双壁波纹管的结构 高了ＨＭ—ＰＰ材料的低温冲击性能。 表７聚烯烃材料冲击性能的对比 冲击高度／ｍｍ 管道内径／ｍｍ ＨＤＰＥ ＨＭ—ＰＰ 尺寸，则ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管的优势会更加 明显。 表６ ＨＭ．ＰＰ与ＨＤＰＥ同样环刚度时省料情况 ２．３ 冲击性能 双壁波纹管用于承受外压的埋地排水管道， 要求管材必须具有足够的抗外压能力，而承受外 压能力的大小，取决于管材的环刚度，这就要求 管道必须具有较高的刚性，同时具有一定的抗冲 击性能。因此研究ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管的冲击 性能具有很大的现实意义，冲击强度测试结果见 表７。从表７看出：ＨＭ—ＰＰ的冲击性能不低于 ３ 结论 注：ＨＤＰＥ和ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管真实冲击率都不大于 １Ｏ ；试样０℃时预处理ｌ ｈ；落锤锤头直径９０ ｍｍ， 落锤质量为１０ ｋｇ。 ＨＤＰＥ双壁波纹管的，能够达到目前我国 ＨＤＰＥ双壁波纹管材的ＧＢ／Ｔ １９４７２．１—２。０４ 通过与ＨＤＰＥ双壁波纹管性能分析比较， 相同口径下ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管的环刚度更高； 同一口径相同环刚度下单位长度质量轻，可以节 省原料成本约３５ ～５１ ；在０。Ｃ时亦有出色 的冲击性能。 国家标准。ＨＭ—ＰＰ双壁波纹管在０℃时亦表 现出良好的抗冲击性，主要是ＨＭ—ＰＰ材料生产 时采用了创新技术并添加分散性好的弹性体，提 Ｂａｙｅｒ材料科技部销售额增加８．１％ 据“ｗｗｗ．ｂｒｉｔｉｓｈｐｌａｓｔｉｃｓ．ｃｏ．ｕｋ”报道，Ｂａｙｅｒ ＡＧ 料仓，料仓由Ｇｅｎｅｓｉｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ公司供应并安 装。第１个料仓于２０１０年安装完成，但随着业务量的 增长，Ｅｃｈｏ公司决定投资建造第２个料仓。Ｇｅｎｅｓｉｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ公司称，新投入的设备维护简单，颗粒 状的原料可以通过一鼓风机吹人设计好的料仓，第１个 料仓充满后可直接转移到第２个料仓。原料通过真空 输送系统从料仓送至生产线，完成主要的封闭循环生产 环节。 对外公布，材料科技部门２０１２年第３季度生产的工程 塑料销售旺盛，高科技材料业务报告显示，与２０１１年第 ３季度的销售额２７．６８亿欧元相比，２０１２年第３季度的 销售额为２９．９２亿欧元，增加了８．１ 。销售旺盛缘于 生产总量增加，目前产量已与欧洲较好时期的持平，取 得了令人满意的增长，其他地区的增长弥补了亚太地区 销售价格的下降。 Ｅｃｈｏ包装公司完成封闭循环生产 据“ｗｗｗ．ｂｒｉｔｉｓｈｐｌａｓｔｉｃｓ．ＣＯ．ｕｋ”报道，Ｅｃｈｏ包装 ＡＲＲＫ公司在Ｐｅｔｅｒｓｆｉｅｌｄ投资新设备 据“ｗｗｗ．ｂｒｉｔｉｓｈｐｌａｓｔｉｃｓ．ｃｏ．ｕｋ”报道，继２Ｏ１２年 公司是手提塑料袋的生产商及供应商，最近在其生产区 域完成了２１Ｏ万￡的装置投资，其中包括１套在线回收 设备。 初ＡＲＲＫ公司投资１套新的３２００Ｔ Ｋｒａｕｓｓ Ｍａｆｆｅｉ注射 成型设备之后，欧洲的ＡＲＲＫ公司（产品开发专业公司） 在它的技术中心Ｐｅｔｅｒｓｆｉｅｌｄ又投资了１套１６００Ｔ ＫＭ 因为原材料价格上升，Ｅｃｈｏ公司决定建１套回收装 置，以处理公司附近消费者废弃的来自于本公司的产 新注射成型设备，该设备将安装在１套新的大容量处理 物料的操作系统中。在这套新的设备系统中，除新购设 备之外，还配备有１个完全自动化的６轴遥控装置。 （以上由中国石化扬子石油化工有限公司南京研究院 黄赋云供稿） 品，并鼓励消费者回收废弃塑料袋。 已经完成的最后一部分投资２１０万￡，主要用于建 造位于英国柴郡Ｓａｎｄｂａｃｈ的第２个１０ ｔ可调节容量的
