目 录第一节 工程概况 1第二节 编制依据 1第三节 施工准备工作 2第四节 施工方法 4龙福花园9#~11#楼项目填充墙后锚固拉结筋施工方案第一节 工程概况1、工程名称:龙福花园9#~11#楼2、工程地点:陆川县陆兴南路东侧3、建设单位:广西川海龙福投资有限公司4、设计单位:柳州市正禾建筑设计有限责任公司5、监理单位:南宁市鑫帅建设监理有限责任公司 6、施工单位:广西桂川建设集团有限公司7、工程规模:本工程总建筑面积约19685.16平方米,该工程为9#、10#楼为地上10层框架结构,一、二层为商场、三层以上为住宅;建筑高度为32.0米;11#楼为地下一层,地上11层为住宅,建筑高度33.3米抗震设防烈度为6度主体结构使用年限为50年;建筑耐火等级为二级第二节 编制依据1. 龙福花园9#~11#楼施工图2. 龙福花园9#~11#楼工程承包合同3. 《砌体工程施工质量验收规范》GB50203-20024. 《后锚固拉结钢筋施工及验收规程》DBJ/T13-129-20105.《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-20016.《建筑施工安全检查标准》JGI59-997. 现行的有关安全生产、文明施工、环境保护的法律、法规和规定。
8. 本公司的质量手册、质量、环境、职业健康安全管理体系程序文件和各种管理制度等第三节 施工准备工作一、现场及材料准备1.化学植筋基材1.1混凝土基材料钢筋种植时,锚固区基材应符合下列要求:(1)基材料混凝土强度等级不应低于C20,基材的厚度应h>100㎜;(2)混凝土强度应满足设计要求,(3)混凝土基材料表面应坚实、平整,不应有起砂、起壳、蜂窝、麻面、油污等影响锚固承载力的现象风化混凝土、严重裂损混凝土、不密实混凝土、结构抹灰层、装饰层等,均不得作为锚固基材化学植筋所用锚固胶进场后进行报验,并提供产品合格证书,提供相应的质量合格文件,型式检验文件中必须注明性能指标,有效期,使用年限2.锚固胶2.1 锚固胶应符合下列要求: (1)种植锚固件的锚固胶,必须采用专门配制的改性环氧树脂锚固胶或改性乙烯酯类锚固胶(包括改性氨基甲酸酯锚固胶),其安全性能指标必需符合表1的规定2)种植锚固件的锚固胶,其填料必须在工场制胶时添加,严禁在施工现场掺入型式检验报告中厂家应提供耐湿热老化性能指标并符合国家规范的要求3)混凝土用的完全固化的锚固胶,其检验结果应符合实际无毒卫生等级的要求4)混凝土用的锚固胶中严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂;严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。
锚固胶的使用应在其合格文件提供的有效期内,对于超过有效期限的胶不得使用3.热轧带助钢筋3.1化学植筋应使用公称直径6mm,HRB335的热轧带肋钢筋,其类别、规格应符合设计和相关标准钢筋进场验收应包括钢号、尺寸规格、力学性能检验报告等内容的质量证明文件,进场应进行复验4.锚孔4.1后锚固拉结筋的锚孔位置、间距应按照设计和施工方案要求,其间距应与砌体块体的皮数相符合,应满足顶皮底设置一道拉结筋4.2锚孔应符合设计要求,当无具体要求时,应符合下列要求:1.直径为10mm ,深度为75mm ,并不应有负偏差2.构造措施:混凝土基材的厚度不应小于100mm ;锚孔的最小间距不应小于30mm , 距基材结构边缘不应小于40mm ;其有效深度不包括装饰层或抹灰层3.锚孔施工质量允许偏差应符合下表的要求锚孔施工质量允许偏差的要求直径允许偏差(㎜)深度允许偏差(㎜)垂直度允许偏差(°)位置允许偏差(㎜)+20+200554.3进行化学植筋前,锚孔应先用空压机彻底吹净孔内碎碴和粉尘,再用丙酮擦拭孔道,并保持孔道干燥4.4锚孔应避开受力主筋,钻孔若伤及钢筋应按规定处理,对于废孔,应用化学锚固胶或高强度等级的树脂水泥砂浆填实,其强度应高于原基材强度,并应有验收记录。
5.化学植筋5.1化学植筋施工前,锚固长度范围内钢筋不应有铁锈、氧化皮或油污等现象5.2化学植筋的安装应根据锚固胶施用形态(管装式、机械注入式、现场配制式)和方向的不同,依照产品说明书要求采用相应的注胶、植筋方法5.3保证从孔底开始注胶,以防止内部胶体不实5.4化学植筋置入锚孔后,在锚固胶固化完成之前,应按照厂家所提供的养生条件进行固化养生,固化期间禁止扰动同时,应将植筋的日期在锚固区基材表面进行标识5.6化学植筋施工质量应符合设计要求和产品说明书的规定,当设计无具体要求时,植筋的锚固深度应为75mm且不应有负偏差,锚孔内的胶体应饱满二、机具设备钢卷尺、墨线盒、红蓝铅笔、冲击钻、专用毛刷、吹风机(橡皮气囊、手推式气筒、手动或电动吹风机)、铁桶或塑料桶(配胶容器),搅拌棒、手持式自动压力灌浆器、钢丝刷、脱籽棉球等三、人员准备通过专业技术培训上岗5人第四节 施工方法一、工艺流程及施工操作要点1.工艺流程弹线定位→钻孔→清孔→配胶→注胶→植筋→检查验收2.施工操作要点钢筋混凝土结构施工完毕后,在填充墙砌体施工前,进行拉结筋的施工植筋法”施工拉结筋主要工艺如下 (1)弹线定位对照施工图,在填充墙与柱或墙连接的结构表面,按设计或构造要求在设置拉结筋的位置,沿高度方向进行弹线,先弹竖线,再弹横线,横竖线相交部位,即为拉结筋的钻孔位置。
(2)钻孔根据弹出的钻孔位置,用冲击钻钻孔,孔深和孔径按设计要求确定如设计无要求时,孔深按≥15d考虑,一般采用100mm,孔径按d+2~4mm控制,一般采用10mm钻孔时要使用冲击钻垂直于结构表面均匀钻入,以便控制钻孔的垂直孔深用冲击钻上顶杆控制,如钻孔时遇到柱(墙)主筋,可把钻孔位置水平平移一个钢筋直径的位置,重新钻入,原钻出的未成型废孔用1:1水泥砂浆筋钻孔位置有可能重合,则需根据砌块模数适当调整箍筋或混凝土墙体水平筋,根据灰缝大小适当调整钻孔位置,废孔仍采用前面所述方法进行处理 (3)清孔钻孔完成一个结构面后,可进行清孔操作清孔的目的是要吹清内粉尘,采用专用毛刷和吹风机(橡皮气囊、手推式气筒或手动、电动吹风机)配合进行清孔时用“四吹三刷”法,即先吹清孔浮尘,然后用专用毛刷清刷孔壁,清刷时毛刷在孔内抽拉转动,如此反复吹刷,清理干净孔内无法达到设计的粘结强度,影响拉结质量,所以在清孔时严禁用水冲刷;当前市场上也有一些植筋胶产品不怕水,如““改性环氧树脂锚固胶或改性乙烯酯类锚固胶(包括改性氨基甲酸酯锚固胶)”,植筋孔内潮湿、有水不妨碍施工,使用这类植筋胶可以用水辅助清孔,是否可用水辅助清孔,可参照选用产品的使用说明书灵活掌握。
4)配胶种植锚固件的锚固胶,必须采用专门配制的改性环氧树脂锚固胶或改性乙烯酯类锚固胶(包括改性氨基甲酸酯锚固胶)种植锚固件的锚固胶,其填料必须在工厂制胶时添加,严禁在施工现场掺入型式检验报告中厂家应提供耐湿热老化性能指标并符合国家规范的要求 (5)注胶根据产品说明书确定具体方法一般液体状胶可用手持式自动压力灌浆器进行注胶操作拉动拉杆,将配好的植筋胶拌合物吸入内囊,注胶时要注意排除钻孔内的空气,将注胶咀伸入钻好的植筋孔中约8cm左右,推动拉杆使胶料注入孔内,边推拉杆边向孔外拔灌浆器,直至灌浆器注胶咀抽出至离孔口1/3孔深(约3cm左右)时方可停止注胶,以植入拉结筋后胶液略有被挤出为度一次配好的植筋胶拌合物注胶完成后,应把套筒、弹簧、拉杆用丙酮清洗干净,以利再用改性环氧树脂锚固胶或改性乙烯酯类锚固胶(包括改性氨基甲酸酯锚固胶)”不需用灌浆器注胶,只需将植筋胶放入待植筋孔内,剂量多少以钢筋植入时微有溢出为准 (6)植筋植筋应在注胶完成后立即进行为保证胶体饱满,注胶完成后,将加工好的拉结筋植入端蘸少许胶液(“改性环氧树脂锚固胶或改性乙烯酯类锚固胶(包括改性氨基甲酸酯锚固胶)”等非液体胶除外),缓缓插入植筋孔。
操作时要边插入边沿一定方向转动多次,以使植筋胶与拉结筋和混凝土孔壁表面粘结密实拉结筋在植筋施工前应彻底清除表面附着物、浮锈和油污拉结筋要插入孔道最深入,常温下保证24h不扰动(时间按植筋胶说明书控制),达到要求后方可进行填充墙体砌筑施工7)检查验收按植筋胶说明书介绍的产品凝胶时间和固化时间,一般15分种和1小时,植筋到位后,凝胶前要派专人现场看护施工完的拉结筋,严防碰撞;胶体完全固化后方可进行拉拔试验采用非破坏性检验,试验值达到设计要求后卸荷如设计无要求,可参照《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145—2004)附录A执行植筋过程完成后,专业工长要对所有拉结筋进行检查,检查合格填写钢筋隐蔽验收记录表和检验批验收记录表,然后请专业质检员进行验收核定,核定无误后报请现场监理工程师进行验收,并在钢筋隐蔽验收记录表和检验批验收记录二、质量要求 1.主控项目1)钻孔孔径符合设计要求及有关规定2)钻孔内应清理干净,无粉尘、植筋胶产品要求孔道干燥的要保持孔道干燥2.一般项目1)钻孔位置应符合设计(构造)要求和砌块模数2)钻孔深度允许偏差为(+20mm,0mm),水平度允许偏差为5mm,位置允许偏差为5mm。
三、施工质量验收1、填充墙后锚固拉结钢筋工程作为一个分项工程纳入砌体工程子分部验收范围,除应执行《福建省后锚固拉结钢筋施工及验收规程》外,尚应符合《砌体工程施工质量验收规范》的规定2、填充墙后锚固拉结钢筋施工质量验收,应提供下列文件和记录:1)有关施工图设计文件(包括设计变更);2)材料的进场验收资料(包括产品合格证、产品说明书、锚固胶型式检验报告、进场复验报告、材料进场验收记录等);3)锚固区基材混凝土试件强度的试验报告或强度检测报告、混凝土质量验收记录;4)化学植筋施工记录;5)经监理单位见证的后锚固拉结钢筋抗拔力工艺检验报告6)拉结筋的现场检测的数量及拉拔力满足设计及相关规范要求记录7)后锚固拉结筋工程检验批质量验收记录表;8)工程质量问题处理记录;9)其他有关文件记录3、后锚固拉结钢筋拉拔力现场非破损检验数量应按单位工程每一楼层为一个检验批,每个检验批抽取数量按每批后锚固总数的1‰计算,且不少于3根;当单位工程面积小于800平方米时,可按单位工程不少于两组,共6根4、后锚固拉结钢筋应通过拉拔力检验判定是否符合要求聚乙烯(PE)简介1.1聚乙烯化学名称:聚乙烯英文名称:polyethylene,简称PE结构式: 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。
聚乙烯是五大合成树脂之一,是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无嗅、无味、无毒,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂,且不发生溶胀工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒,制成半透明的颗粒状物料PE易燃,燃烧时有蜡味,并伴有熔融滴落现象聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度,也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物除冲击强度较高外,其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的PE密度增大,除韧性以外的力学性能都有所提高LDPE由于支化度大,结晶度低,密度小,各项力学性能较低,但韧性良好,耐冲击HDPE支化度小,结晶度高,密度大,拉伸强度、刚度和硬度较高,韧性较差些相对分子质量增大,分子链间作用力相应增大,所有力学性能,包括韧性也都提高几种PE的力学性能见表1-1表1-1 几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸强度/MPa拉伸弹性模量/MPa压缩强度/MPa缺口冲击强度/kJ·m-2弯曲强度/MPa41~467~20100~30012.580~9012~1740~5015~25250~550—>7015~2560~7021~37400~130022.540~7025~4064~6730~50150~800—>100—3.热性能PE受热后,随温度的升高,结晶部分逐渐熔化,无定形部分逐渐增多。
其熔点与结晶度和结晶形态有关HDPE的熔点约为125~137℃,MDPE的熔点约为126~134℃,LDPE的熔点约为105~115℃相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响PE的玻璃化温度(Tg)随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异,而且因测试方法不同有较大差别,一般在-50℃以下PE在一般环境下韧性良好,耐低温性(耐寒性)优良,PE的脆化温度(Tb)约为-80~-50℃,随相对分子质量增大脆化温度降低,如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140℃PE的热变形温度(THD)较低,不同PE的热变形温度也有差别,LDPE约为38~50℃(0.45MPa,下同),MDPE约为50~75℃,HDPE约为60~80℃PE的最高连续使用温度不算太低,LDPE约为82~100℃,MDPE约为105~121℃,HDPE为121℃,均高于PS和PVCPE的热稳定性较好,在惰性气氛中,其热分解温度超过300℃PE的比热容和热导率较大,不宜作为绝热材料选用PE的线胀系数约在(15~30)×10-5K-1之间,其制品尺寸随温度改变变化较大几种PE的热性能见表1-2表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点/℃热降解温度(氮气)/℃热变形温度(0.45MPa)/℃脆化温度/℃线性膨胀系数/(×10-5K-1)比热容/J·(kg·K)-1热导率/ W·(m·K)-1105~115>30038~50-80~-5016~242218~23010.35120~125>30050~75-100~-75———125~137>30060~80-100~-7011~161925~23010.42190~210>30075~85-140~-70———4.电性能PE分子结构中没有极性基团,因此具有优异的电性能,几种PE的电性能见表1-3。
PE的体积电阻率较高,介电常数和介电损耗因数较小,几乎不受频率的影响,因而适宜于制备高频绝缘材料它的吸湿性很小,小于0.01%(质量分数),电性能不受环境湿度的影响尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性,但由于耐热性不够高,作为绝缘材料使用,只能达到Y级(工作温度≤90℃)表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/Ω·cm介电常数/F·m-1(106Hz)介电损耗因数(106Hz)介电强度/kV·mm-1≥10162.25~2.35<0.0005>20≥10162.20~2.30<0.000545~70≥10162.30~2.35<0.000518~28≥1017≤2.35<0.0005>355.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物,具有优良的化学稳定性室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液,如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等),即使在较高的浓度下对PE也无显著作用但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用PE在室温下不溶于任何溶剂,但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀随着温度的升高,PE结晶逐渐被破坏,大分子与溶剂的作用增强,当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。
如LDPE能溶于60℃的苯中,HDPE能溶于80~90℃的苯中,超过100℃后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿物油和石蜡中但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化,具体表现为伸长率和耐寒性降低,力学性能和电性能下降,并逐渐变脆、产生裂纹,最终丧失使用性能为了防止PE的氧化降解,便于贮存、加工和应用,一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂,可满足一般的加工和使用要求如需进一步提高耐老化性能,可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等6.卫生性PE分子链主要由碳、氢构成,本身毒性极低,但为了改善PE性能,在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂,可能影响到它的卫生性树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂,且用量极少,一般树脂不会受到污染PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀,PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中,因此,长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味,影响食用效果1.1.2聚乙烯的分类聚乙烯的生产方法不同,其密度及熔体流动速率也不同按密度大小主要分为低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。
其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种,是工业上常用的聚乙烯,其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯1.低密度聚乙烯英文名称: Low density polyethylene,简称LDPE低密度聚乙烯,又称高压聚乙烯无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒,密度0.910~0.925g/cm3,质轻,柔性,具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70℃),但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差分子结构不够规整,结晶度较低(55%~65%),熔点105~115℃LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺,如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等,成型加工性好主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等2.高密度聚乙烯英文名称:High Density Polyethylene,简称HDPE高密度聚乙烯,又称低压聚乙烯。
无毒、无味、无臭,白色颗粒,分子为线型结构,很少有支化现象,是典型的结晶高聚物力学性能均优于低密度聚乙烯,熔点比低密度聚乙烯高,约125~137℃,其脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100~-70℃,密度为0.941~0.960g/cm3常温下不溶于一般溶剂,但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀,在70℃以上时稍溶于甲苯、醋酸中在空气中加热和受日光影响发生氧化作用能耐大多数酸碱的侵蚀吸水性小,具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,介电性能、耐环境应力开裂性亦较好HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等3.线性低密度聚乙烯英文名称:Linear Low Density Polyethylene,简称LLDPE线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种,是乙烯与少量高级α-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下,经高压或低压聚合而成的一种共聚物,为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒,密度0.918~0.935g/cm3。
与LDPE相比,具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点,且软化温度和熔融温度较高,还具有良好的耐环境应力开裂性,耐冲击强度、耐撕裂强度等性能并可耐酸、碱、有机溶剂等LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等由于不存在长支链,LLDPE的 65%~70%用于制作薄膜4.中密度聚乙烯英文名称:Medium density polyethylene,简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用α-烯烃共聚,控制密度而成MDPE的密度为0.926~0.953g/cm3,结晶度为70%~80%,平均相对分子质量为20万,拉伸强度为8~24MPa,断裂伸长率为50%~60%,熔融温度126~135℃,熔体流动速率为0.1~35g/10min,热变形温度(0.46MPa)49~74℃MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法,生产工艺参数与HDPE和LDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等5.超高相对分子质量聚乙烯英文名称:ultra-high molecular weight polyethylene,简称UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨,是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。
其相对分子质量达到300~600万,密度0.936~0.964g/cm3,热变形温度(0.46MPa)85℃,熔点130~136℃UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能,如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能,广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域,其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛另外,由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性,已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用,而且,超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异,在-40℃时仍具有较高的冲击强度,甚至可在-269℃下使用超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达的防护罩壳、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pa·s,流动性极差,其熔体流动速率几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工近年来,通过对普通加工设备的改造,已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型6.茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂,其相对分子质量分布窄,分子链结构和组成分布均一,具有优异的力学性能和光学性能,已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。
1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔体粘度比PVC低,流动性能好,不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题①聚乙烯属于结晶性塑料,吸湿小,成型前不需充分干燥,熔体流动性极好,流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形②PE的热容量较大,但成型加工温度却较低,成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度LDPE在180℃左右, HDPE在220℃左右,最高成型加工温度一般不超过280℃③熔融状态下,PE具有氧化倾向,因而,成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间④PE的熔体粘度对剪切速率敏感,随剪切速率的增大下降得较多当剪切速率超过临界值后,易出现熔体破裂等流动缺陷⑤制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制不论采取快速冷却还是缓慢冷却,应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致,以免产生内应力,降低制品的力学性能⑥收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.5%~5.0%),方向性明显,易变形翘曲,冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统。
⑦软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯属非极性聚合物,与无机物、极性高分子相容性弱,因此其功能性较差,采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质常用的改性方法包括物理改性和化学改性1.物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性1)增强改性 增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等自增强改性也属于增强改性的一种①自增强改性所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法,使得材料内部组织形成伸直链晶体,材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列,材料的宏观强度得到大幅度提高,同时分子链有序排列将使结晶度提高,从而使材料的强度进一步提高,由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同,因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE,在加热加压成型的条件下,可以形成良好的界面,最大限度发挥基体和纤维的强度②纤维增强改性纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。
如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备的PE/LGF复合材料,当LGF加入量为3O%(质量分数)、长度约为35mm时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJ/m③晶须改性晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能,包括短期力学性能及耐长期蠕变性能晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接,同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高④纳米粒子增强改性少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用如将表面处理过的纳米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE,SiO2纳米粒子均匀分散于基材中,与基材形成牢固的界面结合,当填充质量分数为2%时,拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9%2)共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷,使其具有较好的综合性能共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物,如塑料类、弹性体类等聚合物,以及不同种类的PE之间进行共混①PE系列的共混改性单一组分的PE往往很难满足加工要求,而通过不同种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。
如通过LDPE与LLDPE共混,解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题;LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能②PE与弹性体的共混改性弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用,因此与PE共混后,既能保持PE的原有性能,同时也可以制备出具有综合优良性能的PE如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物,当POE的质量分数为3O%时,共混体系的拉伸强度达到最大值,为21.5 MPa③PE与塑料的共混改性聚乙烯具有良好的韧性,但制品的强度和模量较低,与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因,因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能3)填充改性 填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料,一方面可以降低成本达到增重的目的,另一方面可提高PE的功能性,如电性能、阻燃性能等,但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响无论是无机填料还是有机填料,填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题,而PE是非极性化合物,与填料相容性差,因此,必须对填料进行表面处理。
填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理,在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层,起“分子桥”的作用,使填料与基体树脂间形成一个良好的粘接界面常用的填料表面处理技术有:表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料,不仅可以改善PE的性能,同时也具有十分重要的健康环保意义2.化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团,由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等1)接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同时又增加了其新的功能常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等接枝改性的方法主要有溶液法、固相法、熔融法、辐射接枝法、光接枝法等2)共聚改性 共聚改性是指通过共聚反应将其他大分子链或官能团引入到PE分子链中,从而改变PE的基本性能主要改性品种有乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烃(如辛烯POE、环烯烃)共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)等。
通过共聚反应,可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团,可以起到反应性增容剂的作用3)交联改性 交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力,由此极大地改善了诸如耐热性、耐磨性、弹性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能,适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联、硅烷接枝交联、紫外光交联4)氯化及氯磺化改性 氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物,具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性主要用作聚氯乙烯的改性剂,以改善聚氯乙烯抗冲击性能,氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料,属于高性能橡胶品种其结构饱和,无发色基团存在,涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能优异,且耐酸碱和化学药品的腐蚀,已广泛应用于石油、化工等行业5)等离子体改性处理 等离子体是由部分电离的导电气体组成,其中包括电子、正离子、负离子,基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子。
在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面,使材料表面分子的化学键被打开,并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合,在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团,由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等1.1.5聚乙烯的应用聚乙烯是通用塑料中应用最广泛的品种,薄膜是其主要加工产品,其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其他各种注射和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等主要用于包装、农业和交通等部门1.薄膜低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜,这种薄膜有良好的透明性和一定的拉伸强度,广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物高密度聚乙烯薄膜的强度高、耐低温、防潮,并有良好的印刷性和可加工性线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜,其强度、韧性均优于低密度聚乙烯,耐刺穿性和刚性也较好,透明性稍优于高密度聚乙烯此外,还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层,制成高分子复合材料2.中空制品高密度聚乙烯强度较高,适宜成型中空制品可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器,或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。
3.管、板材挤出法可生产聚乙烯管材,高密度聚乙烯管强度较高,适于地下铺设挤出的板材可进行二次加工,也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低发泡塑料,作台板和建筑材料4.纤维中国称为乙纶,一般采用低压聚乙烯作原料,纺制成合成纤维乙纶主要用于生产渔网和绳索,或纺成短纤维后用作絮片,也可用于工业耐酸碱织物超高相对分子质量聚乙烯纤维(强度可达3~4GPa),可用作防弹背心,汽车和海上作业用的复合材料5.杂品用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等制造结构件时要用高密度聚乙烯超高相对分子质量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件1.1.6聚乙烯的简易识别方法(1)外观印象 白色蜡状,半透明,HDPE透明性更差,用手摸制品有滑腻感;LDPE柔而韧,稍能伸长,HDPE手感较坚硬2)水中沉浮 比水轻,浮于水面3)溶解特性 一般熔融后可溶于对二甲苯、三氯苯等4)受热表现 温度达90~135℃以上变软熔融,315℃以上分解5)燃烧现象 易燃,离火后继续燃烧,火焰上端呈黄色,下端蓝色,燃烧时熔融滴落,发出石蜡燃烧时的气味。