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电晕处理聚乙烯外护保温管应用

2021-11-24【

随着油田集输管道、原油长输管道和城镇热力管网的大力发展,由聚乙烯外护管、硬质聚氨酯泡沫塑料和钢管组成的预制直埋保温管得到了大力推广。该类保温管在减少热损失、降低能耗方面效果显著。预制直埋保温管作为一种产品,其质量的好坏直接影响到管网的运行效果和使用寿命。硬质聚氨酯泡沫塑料与聚乙烯外护管的粘接状况,是影响预制直埋保温管质量的关键因素之一。采用电晕处理技术对聚乙烯外护管内表面进行表面处理,可以提高硬质聚氨酯泡沫塑料与聚乙烯外护管的粘接强度,保证预制直埋保温管的质量。电晕处理是等离子体处理的一种,因其具有可连续生产、可控制、无污染等优点而被用于聚乙烯、聚丙烯等材料的表面处理。

电晕处理的原理

电晕处理的基本原理是处理装置在高压电场作用下放电,使处理装置处的空气发生电离。电离产生的各种等离子在强电场作用下高速冲击待处理塑料制品表面,对塑料表面进行刻蚀。电离产生的等离子粒子的能量与塑料分子中C—H键的键能相接近,可诱发C—H键断裂而降解,增大表面粗糙度。空气电离的同时,还会生成大量的臭氧。臭氧具有很强的氧化性,可对塑料制品分子中的α–碳原子进行氧化,形成—COOH或—OH等极性基团。经过上述物理和化学改性后,塑料制品表面的润湿性和附着性得到明显改善。

电晕处理工艺的控制要点

处理程度

处理程度决定着处理效果的好坏。如果处理程度不够,聚乙烯管材内表面的浸润性和附着性得不到明显改善,如果处理过度,聚乙烯管材内表面会产生异味,并导致助剂向管材表面迁移,影响管材的质量。有研究表明,电晕处理会导致聚乙烯纤维力学性能的降低。通过调节处理电压和处理电流来调节处理程度,在满足处理要求的情况下,尽可能降低处理程度,避免造成材料的过度处理。

环境温度、湿度

环境温度、湿度对电晕处理效果有较大的影响。环境温度高时,电晕处理的效果好。原因是温度高时,化学反应速度快,反应程度也大。但处理后的产品如果在较高的环境温度下存放,电晕处理效果的消退也快。环境湿度大,电晕处理的效果会变差,这可能是空气中的水分子捕捉了电晕时空气电离产生的部分粒子,使对塑料制品表面进行电晕处理的粒子减少,从而影响了处理效果。 

电晕处理有效改善了高密度聚乙烯外护管与聚氨酯泡沫塑料的粘接性能。电晕处理使高密度聚乙烯管材内表面产生极性基团、表面变得更为粗糙,以及“管中管”成型密闭发泡工艺三方面的作用,大大提高了高密度聚乙烯外护管与聚氨酯泡沫塑料的粘接强度,进而提高保温管的整体质量。



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