发布日期：2015-06-04
地 区：山东省 淄博市
技术领域：新材料
类 别：联合研发
发布单位：山东万吉塑胶有限公司
长玻纤增强聚乙烯复合管是通过先挤出芯管再缠绕玻璃纤维丝再挤出外层通过有效的复合成型而成，目前通过上机试生产，没有有效解决玻璃纤维丝与聚乙烯芯管及聚乙烯外层复合问题。
预期达到的目标：本项目以高密度聚乙烯为基料、玻纤为增强材料开发的长纤维增强的HDPE复合材料(LFT-HDPE)及其掺混料作为复合管材的增强护套料，制备HDPE
LFT/HDPE 复合管材。ф50～800mm复合管材：耐压等级：2.5MPa制备的LFT-PE及其掺混料的主要性能技术指标：拉伸强度≥100
MPa;弯曲模量≥10000 MPa;冲击强度≥30 kJ/m2;收缩率 ≤0.4%。
现有工作基础：已与山东理工大学高分子系教授协定合作合同，该教授曾长期在中国石化齐鲁分公司研究单位从事聚烯烃的加工应用研究工作。曾承担省科技发展计划项目(编号：032110107)，并获山东省技术发明二等奖(首位)。其他科研奖励有国家科委“七•五”攻关优秀项目奖、中国石化科技进步二、三等奖，齐鲁分公司二、三等奖，淄博市一、三等奖等。曾设计自限温发热管及带的挤出机头各一套，并申请了发明和实用新型专利各一项(ZL97106070.3、ZL98222276.9)。
LFT及浸渍带研究工作基础，自行设计、组装了小试、中试两条LFT制备流水线，包括连续/长纤维浸渍模具13套(其中LFT
9套、浸渍带2套、管2套)，连续纤维放线及预热装置各2套;组装了包括Ф20、Ф45mm单螺杆挤出机在内的LFT及浸渍带小试、中试制备流水线2套，其中包括定制牵引机、切粒机各2台。申请发明和实用新型专利各1项。
性能测试及结构分析方面的仪器设备，学院有万能制样机、万能材料试验机、悬臂梁冲击试验机、偏光显微镜、高压毛细管流变仪、邵氏硬度计等。学校的分析测试中心还有扫描电子显微镜、原子力显微镜、动态粘弹谱测试仪等。能够满足项目复合材料结构与性能的研究需求。
山东万吉塑胶有限公司拥有多年生产钢丝网骨架聚乙烯复合管生产的经验，为该项目复合管材的成型加工及耐压试验提供了良好的条件。
拟采取的研究方法和技术路线：研究方法：1、LFT及其与HDPE的掺混料的力学性能研究
采用注射机、单螺杆挤出机等制备LFT及其与HDPE掺混料的力学性能样条，制样后，用万能材料试验机、摆锤冲击试验机测定其拉伸、弯曲、冲击强度，研究玻纤含量对材料力学性能的影响;2、LFT及其与HDPE的掺混料的加工性能研究
采用转矩流变仪、高压毛细管流变仪测量LFT及其与HDPE掺混料的流变行为，研究玻纤含量、及不同HDPE基础树脂对流变特性的影响，从而考察其与芯管PE管材料的加工性能;3、LFT及其与HDPE的掺混料与PE管材料共挤的成型加工研究
在钢丝骨架塑料复合管上产线上，通过LFT及其与HDPE的掺混料与PE芯管管材料共挤的成型加工试验，考察复合管材表面质量、内外管黏合状况等;4、玻纤(BF)含量与复合管耐压等级的对应关系研究
不同玻纤(GF)含量的LFT及掺混料与芯管共挤得到不同的复合管，对复合管进行耐压试验，研究其GF含量与压力等级的对应关系，确定复合管材不同压力等级、不同直径管材的配方和工艺条件。5、在工业装置上开发新型的聚乙烯LFT/聚乙烯复合管材
在钢丝骨架增强聚乙烯复合管材生产线上进行聚乙烯LFT/聚乙烯复合管材的成型加工试验，确定生产配方及工艺条件。
市场和应用需求分析：聚乙烯(PE)管材以其连接可靠、抗环境应力开裂、耐腐蚀、耐老化、寿命长、耐磨、挠性好、水流阻力小、搬运方便及施工方式多样等诸多显著的优越性，已广泛替代传统的钢铁管材和聚氯乙烯管材。在PE管壁内用钢丝网或钢板孔网增强聚乙烯制成复合管，可有效提高管材的耐压等级。由于钢骨架塑料复合管兼备了塑料管的重量轻、防腐蚀、绝缘、不结垢及钢管的刚性、耐温性、抗蠕变性等优点，可广泛应用于石油、
天然气、化工、煤炭、冶金、制药、火力发电及市政建设等许多领域。