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如何鉴别超高分子量聚乙烯管材的质量
2014-09-16 22:59:15

如何鉴别超高分子量聚乙烯管材的质量,我们推荐使用以下两种方法:
(一)砂浆磨耗法,这是最直接的对管材磨损的测试。
该试验是将产品制成标准的试样,让试样在恒定温度(23℃)的砂浆中高速旋转(1500转/分钟,持续4小时),让试样同砂砾接触摩擦,最后测量试样被磨损掉部分的质量,同原始质量作对比,得到最终的耐磨数据。这个测试数值越大,代表在试验中被磨损掉的越多,耐磨性能越差;反之,这个数值越小,代表在试验中被磨损掉的越少,耐磨性能越好。由于砂浆盛放的容器带有夹层,可以通冷却水来保持砂浆的温度,始终保持在超高分子量聚乙烯的软化点以下,更接近实际使用的情况,因此用砂浆磨损的试验来表征超高分子量聚乙烯的耐磨性能更为科学(为了消除试验中的偶然误差,保证测试数据的准确性、连贯性和可比较性。我们建议在试验的时候,选择分子量为500万的超高分子量聚乙烯模压试片为测试参照标准)。
(二)由于砂浆磨耗法需要搭建特定的试验设备,目前还没有在国内普及。如果没有砂浆磨耗的设备,也可以用简单的试验方法来鉴别管材的质量。
我们建议按照以下顺序来鉴别:
先用红外扫描(IR)来判鉴别材质,在红外扫描的图谱上应当只有HDPE的典型吸收峰特征,如果有别的特性吸收峰出现就说明其中添加了别的物质。
然后用差热扫描方法(DSC)测定管材材料的结晶度,根据我们的经验,这个数值应当在50~55%的范围内是合适的,偏高或者偏低都是不正常的。
最后就是测试管材的密度,根据我们的经验,这个数值应当在0.93~0.94g/cm3的范围内是合适的,更为严格的范围是0.93~0.935cm3。
以上三种测试方法结合起来,如果三项测试均为合格,那么这根管材的材料分子量是有保证的。而且这三种测试所需的仪器在高校和研究所中都是常规的试验设备,进行测试在国内就可以完成。

DSC差热扫描仪 FTIR红外扫描仪
 
超高分子量聚乙烯磨耗测试方法
(砂浆测试法)A. 测试条件:
测试样条尺寸:69.85mm×25.4mm×6.35mm±0.63mm
  测试样条孔直径:大孔:8mm,小孔:3.5mm
     电机转速:1750rpm     测试温度:23±2℃
     测试时间:2小时
     测试罐尺寸:直径:104mm,高度:145mm,
测试杯内置冷却夹套,通冷却水,内部每隔120度角安装一个挡条,使得砂浆在样条高速旋转下发生湍流。
     分析天平:精确到0.001mm      砂子:20 号氧化铝
     砂子和水的比例: 20#氧化铝:450g ,水:300g
B. 测试步骤:
1. 将测试样品加工成测试样条的尺寸,去除飞边;
2. 将测试样条在分析天平上称重W1;
3. 将测试样条安装在电机轴上,牢固固定;
4. 将20氧化铝砂子和水按照比例混合,加入测试罐中;
5. 启动测试罐冷却水,温度保持在23±2℃;
6. 将测试样条浸入砂浆中,盖好测试罐密封盖;
7. 启动电机,转速调整倒1750转/分,测试2小时;
8. 将测试样条取出,清除样条表面干净,晾干2小时后称重
9. 将测试干燥后的样条称重W2。
C. 计算
                W1-W2
失重率=———— ×100
                  W1
将GUR4120的磨耗测试值人为规定100,其它牌号的磨耗值和GUR4120的磨耗值相对比,得出相应得磨耗值,数值越小,说明越耐磨!
D. 本方法的优点:
1. 充分模拟了超高分子量聚乙烯的实际使用条件,测试结果贴近现实;
2. 由于超高分子量聚乙烯具有耐热性差,耐切削性差的缺点,因此实际应用时应尽量避免在高温,高剪切的条件下使用超高分子量聚乙烯。砂浆测试法中的砂子在测试样条作用事一种滑动磨耗。
E. 超高分子量聚乙烯与一般工程塑料的物理性能对比: