高密度聚乙烯的应力-光氧老化开裂研究.pdf

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1、第42卷第2期塑料工业2014年2月CHINAPLASTICSINDUSTRY·79·高密度聚乙烯的应力一光氧老化开裂研究刘磊，黄正雨，李永亮，任显诚(四川大学高分子科学与lT程学院，四川成都610065)摘要：通过显微镜观察、蠕变量测定、凝胶含量测定、表面全反射红外光谱分析的手段研究了高密度聚乙烯(HDPE)的应力一光氧老化开裂行为。实验结果表明，HDPE的老化开裂主要与表面辐照层的性能恶化和样条的蠕变有关，而应力对表面层的光氧老化进程无明显影响。样品的开裂时问随应力的增加而减小，与施加应力呈反S曲线关系，在7MPa附近存在一个临界应力，该处开

2、裂时间的减小速率最大，该临界应力与蠕变密切相关，是样条蠕变的分界点，在此之前，材料的蠕变速率相对较慢，样条的尺寸稳定性较好，样条应变<10％，在此之后，样条的应变迅速增加至700％～800％，甚至超过1000％。关键词：高密度聚乙烯；应力一光氧老化；开裂；临界应力DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2014．02．019中图分类号：TQ325．12文献标识码：A文章编号：1005—5770(2014)02—0079—06TheStudyonCrackingBehavioroftheStress。LightOxidativeA

3、gingofHigh。DensityPolyethyleneLIULei，HUANGZheng—yu，LIYong’liang，RENXian—cheng(PolymerScienceandEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Inthispaper，thecrackingbehaviorofhighdensitypolyethyleneunderultravioletandstresswasstudiedthroughtheobservationofmicrosco

4、picobservation，creepbehavior，gelcontentmeasurementandATR。TFIR．Theresultsshowedthat：theagingandcrackingbehaviorsofHDPEweremainlyaffectedbythedeteriorationofpropertiesoftheirradiatedsurfacelayerandthecreepbehaviorofsample，whilethestresshardlyaffectstheagingprocess．Withtheincrea

5、singofstress，thecrackingtimedecreasedandthereexistedaninverseS‘curverelationshipbetweenthem．Andtherewasacriticalstressnear7MPawherethecrackingtimehadamaximumdecreasingrate．Thiscriticalstresswascloselyrelatedtothecreepbehavior．Beforethis，thecreepratewasrelativelyslow，samplesha

6、dabetterdimensionalstability，withthestrain<10％；afterthiS，thedeformationratewasabsolutelyhighandthestrainincreasesto700—800％，evenmorethan1000％．Keywords：High‘densityPolyethylene；StressoxidationAging；Cracking；CriticalStress目前，拱桥拉索防护主要应用类似于电线电缆技化，不能真实地反应聚乙烯护套的老化情况，有报道术的防护方法，在钢丝索体

7、最外层直接热挤聚乙烯护研究了聚烯烃的应力一光氧老化，但并不集中在聚乙套作防护，使索体避免直接暴露在风雨、潮湿和污染烯的长期老化开裂的研究上。Baumhardt—Neto等认空气中。除了直接暴露在太阳光辐照下，聚乙烯为聚丙烯(PP)在紫外老化的初期，恒定应力能降(PE)护套在正常工作时表面应力一般能达到2—3低紫外老化作用，使材料的耐老化性有一定提高。而MPa，而在加工和使用过程中产生的内应力则可能更在诱导期之后，到了中后期，有应力情况下材料老化高，往往会导致PE护套提前开裂，锚头及钢丝腐蚀的速度明显加快，并在较短的时间内超过无应力情等问题，严重影

8、响桥梁的安全问题。目前，对高况。在此范围内，应力值越大，性能降低越快，并认密度聚乙烯的老化研究主要集中在单因素条件下的老为因材料、取向度