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1、目 錄 0.1編制依據(jù)20.2編制原則21、工程概況22、施工準(zhǔn)備33、施工平面布置示意圖44、機(jī)械、輔材55、主要施工方法56、施工質(zhì)量管理8前言：0.1編制依據(jù) 營口鲅魚圈1#、2#高爐煤粉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ0204-92鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程CECS28-90建設(shè)工程項(xiàng)目管理規(guī)范GB/T 50326-20060.2編制原則 本方案參照鞍鋼營口鲅魚圈高爐工程施合工同的要求，結(jié)合公司多年來在鞍鋼施工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)編寫而成。在編制過程中嚴(yán)格遵守如下原則：0.2.1 本方案保證合同中的工期、質(zhì)量和安全等要求的實(shí)現(xiàn)。0.2.2 本方案符合相關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的2、要求。1、工程概況1.1施工說明鞍鋼營口鲅魚圈鋼鐵廠1、2#高爐煤粉噴吹系統(tǒng)位于1、2號(hào)高爐之間，煤粉車間分為I、II系統(tǒng)，分別向高爐供應(yīng)合格的煤粉，本工程主要是向煤粉框架柱內(nèi)采用下頂上拋的方法進(jìn)行混凝土的澆注，使矩形鋼柱達(dá)到很好的抗壓性、防止失穩(wěn)，提高鋼柱的承載能力。1.2工程介紹煤粉系統(tǒng)平面尺寸56.0mX44.5m，其框架柱采用矩形鋼管砼柱（共41根，其中33根需要澆注砼）。焊接型鋼柱截面為700*700*20*20、450*450*16*16，最高柱標(biāo)高為70.075m。頂升砼為C40。其單根框柱混凝土最多為22m3、重約51t。矩形管柱混凝土四周柱壁內(nèi)側(cè)居中焊接16 L=100錨固鋼3、釘，在梁翼緣上下各600mm的節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)間距100mm，其他范圍內(nèi)間距200mm。用以保證砼與鋼管柱的粘接，框柱與框梁連接處分別設(shè)兩到三組25mm內(nèi)隔板，隔板中間處設(shè)200圓型砼澆筑孔及在四個(gè)角處425砼透氣孔，上述錨固釘與隔板將增大砼的頂升阻力。在矩形鋼管混凝土柱壁下部及每隔4m位置上對(duì)稱設(shè)排氣孔，孔徑20mm。2、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備u 熟悉圖紙，進(jìn)行圖紙轉(zhuǎn)化，制定好澆注的方位。u 提出輔材用料計(jì)劃，加工卡板。u 組織力量編制施工作業(yè)方案。u 研究解決施工專項(xiàng)技術(shù)問題。3、施工平面布置示意圖3.1施工平面布置根據(jù)現(xiàn)場情況，計(jì)劃在煤粉東側(cè)站立頂升泵車，連接管通向煤粉車間內(nèi)，1根垂直管，平臺(tái)4、上的水平管詳見平面布置圖（下圖）。4、機(jī)械、輔材4.1機(jī)械輔材需求計(jì)劃表序號(hào)名 稱規(guī) 格單 位數(shù)量備 注1地泵車揚(yáng)程100米臺(tái)12直接管3m根703接頭個(gè)754彎接管根65鐵絲20#kg100固定框架與管6木方60x60根60墊接管下面防震動(dòng)7鐵鍬把10清理用8割槍把2與氧乙炔配套，開孔用9焊機(jī)臺(tái)2焊接5、主要施工方法5.1 頂升施工根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，本工程矩形鋼管柱采用下頂上拋的方式進(jìn)行澆注混凝土，即先從下部采用頂升法，最高柱子分3段頂升，最上部采用高拋法進(jìn)行澆注。并先取12根柱子進(jìn)行澆注試驗(yàn)，沒有問題后再在所有柱上使用推廣。具體方法如下：5.1.1頂升前的工作：（1） 框架梁柱全部按設(shè)計(jì)要5、求安裝完，尤其是梁柱節(jié)點(diǎn)部位的焊縫長度，高度及連接螺栓必須符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。方可進(jìn)行混凝土頂升施工。（2） 在設(shè)計(jì)標(biāo)高1.0m處開設(shè)砼頂升孔，將砼導(dǎo)管設(shè)置在管中部以及連接泵管的卡頭固定好。頂升導(dǎo)管與卡頭加固詳見附圖1。5.1.2頂升設(shè)備的選擇及車輛配備：為保證砼頂升的連續(xù)性，選用為砼頂升的泵車1臺(tái)，4臺(tái)罐車（每罐6m3）一同到達(dá)工地，以防止砼頂升過程中因供料不足而產(chǎn)生不連續(xù)性，造成混凝土頂升不能達(dá)到預(yù)期效果。砼罐車供料必須設(shè)供料平臺(tái)，每個(gè)供料平臺(tái)設(shè)兩個(gè)砼溜槽，用來保證砼入料的連續(xù)性和及時(shí)性。砼泵車頂升能力的選擇：框架柱需要灌漿部分最高高度為70.075m，其底部壓強(qiáng)為：P=H*Y=73.076、5m*2.4t/m=1.8MP現(xiàn)根據(jù)資料地泵輸送管壓力為8.5MP1.8MP因此有足夠的能力完成70.075m高度砼的頂升，但前提是砼頂升完成必須在初凝前以使混凝土在具有合理的流動(dòng)能力前完成頂升。5.1.3砼頂升：由于單根柱砼為22m，地泵的輸送能力約為60m3/h，因此每根柱頂升完成的理論時(shí)間約為30分鐘，由于2次或3次接管耽誤時(shí)間，預(yù)計(jì)單根柱施工時(shí)間為90分鐘，在混凝土初凝前完成頂升。地泵站位：由于此次澆注范圍較大且柱子數(shù)量較多，需要選擇地泵站位。由于大部分柱高度過高，一次性頂升可能對(duì)柱底部壓強(qiáng)過大，造成柱變形，所以需要2次或3次頂升。可更改柱插入點(diǎn)，如下：（柱子編號(hào)見布置圖）（1）： Z7、1、Z2、Z4、Z4a插入點(diǎn)設(shè)置：地面標(biāo)高1m開孔頂升至30.906m；站30.906m平臺(tái)開孔頂升到60.0m；70.075m（柱頂）開孔下拋灌滿。（2）: Z3插入點(diǎn)位置：標(biāo)高1.0m開孔頂升至28.5m；站28.5m平臺(tái)開孔頂升混凝土到52.5m（柱頂）。（3）： Z5、Z5a插入點(diǎn)位置：標(biāo)高1.0m開孔頂升至28.5m；頂部開孔下拋灌滿。（4）： Z6插入點(diǎn)位置：標(biāo)高1.0m開孔一次頂升到28.5m。砼頂升前在鋼柱側(cè)面開孔，并安裝頂升導(dǎo)管，見附圖3。頂升導(dǎo)管安裝固定見節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C。 砼頂升作業(yè)完成后，須在法蘭盤處上部的螺栓松開，安裝盲板，以保證泵車的泵管拆除后，柱內(nèi)砼不倒流。8、在砼頂升完后45分鐘可拆除導(dǎo)管和法蘭，原有的柱鋼板倒角打磨后，焊接恢復(fù)見附圖4。5.2 施工措施1、 施工過程中因框柱高度過高，在泵車與鋼管柱分離中若因混凝土壓力過大造成沿頂升導(dǎo)管產(chǎn)生跑漿，以及管柱截面較大頂升混凝土局部不密實(shí)，使鋼管內(nèi)砼質(zhì)量降低，可采取在缺陷處鉆孔壓力補(bǔ)漿法施工。2、 對(duì)于柱頂因混凝土凝結(jié)硬化而產(chǎn)生的沉陷，采用二次灌漿料在柱頂補(bǔ)漿。6、施工質(zhì)量管理6.1質(zhì)量管理的一般規(guī)定u 以公司建筑安裝工程通過認(rèn)證的GB/T19001-2000標(biāo)準(zhǔn)管理體系為基礎(chǔ)，制定項(xiàng)目質(zhì)量管理體系和項(xiàng)目質(zhì)量計(jì)劃，認(rèn)真落實(shí)各級(jí)質(zhì)量責(zé)任制，強(qiáng)化“三工序”管理。使本工程的質(zhì)量自始至終得到有效控制。u 加強(qiáng)原材9、料和設(shè)備的品質(zhì)管理。u 項(xiàng)目經(jīng)理定期組織全體施工人員，特別是各專業(yè)施工隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)真學(xué)習(xí)施工規(guī)程、技術(shù)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。做好詳細(xì)的技術(shù)交底工作，切實(shí)領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，做到人人熟悉規(guī)范，個(gè)個(gè)牢記標(biāo)準(zhǔn)。u 堅(jiān)持項(xiàng)目經(jīng)理是質(zhì)量工作第一責(zé)任人和總工程師負(fù)責(zé)制，建立各級(jí)質(zhì)量責(zé)任制，把責(zé)任落實(shí)到每個(gè)管理崗位上的工作人員，全員抓質(zhì)量。建立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長的質(zhì)量檢查、考核小組，嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān)。u 建立完善的質(zhì)量保證體系，有效地對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行質(zhì)量控制，對(duì)施工中的重要工序、環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，不斷完善施工工藝，提高工程質(zhì)量。u 實(shí)行見證取樣，試驗(yàn)制度，所有取樣及試驗(yàn)必須經(jīng)有取樣證和委托書的業(yè)主代表在場并簽字方可有效。u 認(rèn)真做好10、隱蔽工程質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收，各工序必須經(jīng)業(yè)主代表驗(yàn)收合格并簽證后，方可進(jìn)行下道工序的施工，并堅(jiān)持自檢、專檢，然后交業(yè)主代表驗(yàn)收的工程質(zhì)量“三檢”制度，使工程質(zhì)量始終處于有效的控制狀態(tài)。u 加強(qiáng)對(duì)全員質(zhì)量意識(shí)教育，堅(jiān)持把質(zhì)量放在施工生產(chǎn)的首位。質(zhì)量是企業(yè)生存之本，發(fā)展之道。6.2質(zhì)量保證措施 建立和完善現(xiàn)場質(zhì)量保證體系，成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首，總工程師負(fù)責(zé)，技術(shù)人員、質(zhì)檢人員參加的質(zhì)量保證體系，以嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量規(guī)范為主導(dǎo)，不斷提高各級(jí)施工管理人員操作人員的質(zhì)量意識(shí)，確保各項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)行。 聚乙烯（PE）簡介1.1聚乙烯化學(xué)名稱：聚乙烯英文名稱：polyethylene，簡稱PE結(jié)構(gòu)式： 聚乙烯是乙11、烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂，也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯是五大合成樹脂之一，是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最多的品種。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無嗅、無味、無毒，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹。工業(yè)上為使用和貯存的方便通常在聚合后加入適量的塑料助劑進(jìn)行造粒，制成半透明的顆粒狀物料。PE易燃，燃燒時(shí)有蠟味，并伴有熔融滴落現(xiàn)象。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度，也與聚合工藝及后期造粒過程中加入的塑料助劑有關(guān)。2.力學(xué)性能PE是典型的軟而韌的聚合物。除沖擊強(qiáng)度較高12、外，其他力學(xué)性能絕對(duì)值在塑料材料中都是較低的。PE密度增大，除韌性以外的力學(xué)性能都有所提高。LDPE由于支化度大，結(jié)晶度低，密度小，各項(xiàng)力學(xué)性能較低，但韌性良好，耐沖擊。HDPE支化度小，結(jié)晶度高，密度大，拉伸強(qiáng)度、剛度和硬度較高，韌性較差些。相對(duì)分子質(zhì)量增大，分子鏈間作用力相應(yīng)增大，所有力學(xué)性能，包括韌性也都提高。幾種PE的力學(xué)性能見表1-1。表1-1 幾種PE力學(xué)性能數(shù)據(jù)性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸強(qiáng)度MPa拉伸彈性模量MPa壓縮強(qiáng)度MPa缺口沖擊強(qiáng)度kJm-2彎曲強(qiáng)度MPa414672010030012.58090121740501525250513、5070152560702137400130022.540702540646730501508001003.熱性能PE受熱后，隨溫度的升高，結(jié)晶部分逐漸熔化，無定形部分逐漸增多。其熔點(diǎn)與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。HDPE的熔點(diǎn)約為125137，MDPE的熔點(diǎn)約為126134，LDPE的熔點(diǎn)約為105115。相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)PE的熔融溫度基本上無影響。PE的玻璃化溫度（Tg）隨相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度和支化程度的不同而異，而且因測(cè)試方法不同有較大差別，一般在-50以下。PE在一般環(huán)境下韌性良好，耐低溫性(耐寒性)優(yōu)良，PE的脆化溫度(Tb)約為-80-50，隨相對(duì)分子質(zhì)量增大脆化溫度降低，如超高相對(duì)分子質(zhì)14、量聚乙烯的脆化溫度低于-140。PE的熱變形溫度(THD)較低，不同PE的熱變形溫度也有差別，LDPE約為3850(0.45MPa，下同)，MDPE約為5075，HDPE約為6080。PE的最高連續(xù)使用溫度不算太低，LDPE約為82100，MDPE約為105121，HDPE為121，均高于PS和PVC。PE的熱穩(wěn)定性較好，在惰性氣氛中，其熱分解溫度超過300。PE的比熱容和熱導(dǎo)率較大，不宜作為絕熱材料選用。PE的線脹系數(shù)約在(1530)10-5K-1之間，其制品尺寸隨溫度改變變化較大。幾種PE的熱性能見表1-2。表1-2幾種PE熱性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯熔點(diǎn)熱降15、解溫度(氮?dú)?熱變形溫度(0.45MPa)脆化溫度線性膨脹系數(shù)(10-5K-1)比熱容J(kgK)-1熱導(dǎo)率/ W(mK)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.電性能PE分子結(jié)構(gòu)中沒有極性基團(tuán)，因此具有優(yōu)異的電性能，幾種PE的電性能見表1-3。PE的體積電阻率較高，介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)較小，幾乎不受頻率的影響，因而適宜于制備高頻絕緣材料。它的吸濕性很小，小于0.01（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），電性能不受環(huán)境濕度的影響16、。盡管PE具有優(yōu)良的介電性能和絕緣性，但由于耐熱性不夠高，作為絕緣材料使用，只能達(dá)到Y(jié)級(jí)（工作溫度90）。表1-3聚乙烯的電性能性能LDPELLDPEHDPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯體積電阻率/cm介電常數(shù)/Fm-1（106Hz）介電損耗因數(shù)（106Hz）介電強(qiáng)度/kVmm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化學(xué)穩(wěn)定性PE是非極性結(jié)晶聚合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液，如鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀以及各類鹽溶液17、(包括具有氧化性的高錳酸鉀溶液和重鉻酸鹽溶液等)，即使在較高的濃度下對(duì)PE也無顯著作用。但濃硫酸和濃硝酸及其他氧化劑對(duì)聚乙烯有緩慢侵蝕作用。PE在室溫下不溶于任何溶劑，但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高，PE結(jié)晶逐漸被破壞，大分子與溶劑的作用增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到一定溫度后PE可溶于脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等。如LDPE能溶于60的苯中，HDPE能溶于8090的苯中，超過100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氫萘、十氫萘、石油醚、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化，具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低，力學(xué)性能18、和電性能下降，并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋，最終喪失使用性能。為了防止PE的氧化降解，便于貯存、加工和應(yīng)用，一般使用的PE原料在合成過程中已加入了穩(wěn)定劑，可滿足一般的加工和使用要求。如需進(jìn)一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等。6.衛(wèi)生性PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成，本身毒性極低，但為了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑，可能影響到它的衛(wèi)生性。樹脂生產(chǎn)廠家在聚合時(shí)總是選用無毒助劑，且用量極少，一般樹脂不會(huì)受到污染。PE長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質(zhì)接觸容易引起溶脹，PE中有些低相對(duì)分子質(zhì)量組分可能會(huì)溶于其中，因此，長期使用PE容器盛裝食用油脂會(huì)產(chǎn)19、生一種蠟味，影響食用效果。1.1.2聚乙烯的分類聚乙烯的生產(chǎn)方法不同，其密度及熔體流動(dòng)速率也不同。按密度大小主要分為低密度聚乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。其中線性低密度聚乙烯屬于低密度聚乙烯中的一種，是工業(yè)上常用的聚乙烯，其他分類法有時(shí)把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。按相對(duì)分子質(zhì)量可分為低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯。按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名稱： Low density polyethylene，簡稱LDPE低密度聚乙烯，又20、稱高壓聚乙烯。無味、無臭、無毒、表面無光澤、乳白色蠟狀顆粒，密度0.9100.925g/cm3，質(zhì)輕，柔性，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐-70），但力學(xué)強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度較低（55%65%），熔點(diǎn)105115。LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝，如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等，成型加工性好。主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名稱：High Density Po21、lyethylene，簡稱HDPE高密度聚乙烯，又稱低壓聚乙烯。無毒、無味、無臭，白色顆粒，分子為線型結(jié)構(gòu)，很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物。力學(xué)性能均優(yōu)于低密度聚乙烯，熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高，約125137，其脆化溫度比低密度聚乙烯低，約-100-70，密度為0.9410.960g/cm3。常溫下不溶于一般溶劑，但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時(shí)間接觸時(shí)能溶脹，在70以上時(shí)稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。吸水性小，具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑22、等成型方法，生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶，繩纜、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等。3.線性低密度聚乙烯英文名稱：Linear Low Density Polyethylene，簡稱LLDPE線形低密度聚乙烯被認(rèn)為是“第三代聚乙烯”的新品種，是乙烯與少量高級(jí)-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒，密度0.9180.935g/cm3。與LDPE相比，具有強(qiáng)度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點(diǎn)，且軟化溫度和熔融溫度較高，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性，耐23、沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能。并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。LLDPE可通過注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。由于不存在長支鏈，LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名稱：Medium density polyethylene，簡稱MDPE中密度聚乙烯是在合成過程中用-烯烴共聚，控制密度而成。MDPE的密度為0.9260.953g/cm3，結(jié)晶度為7080，平均相對(duì)分子質(zhì)量為20萬，拉伸強(qiáng)度為824MPa，斷裂伸長率為5060，熔融溫度126135，熔體流動(dòng)速率為0.135g10min，熱變形溫度(0.46MPa)4974。24、MDPE最突出的特點(diǎn)是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及強(qiáng)度的長期保持性。MDPE可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法，生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯英文名稱：ultra-high molecular weight polyethylene，簡稱UHMWPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高，耐疲勞，耐磨，是一種線型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到300600萬，密度0.9360.964g/cm3，熱變形溫度(0.46MPa)85，熔點(diǎn)130136。UHMWPE因相對(duì)分子質(zhì)量高而具有其他塑料無可比擬的優(yōu)異性能25、，如耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域，其中以大型包裝容器和管道的應(yīng)用最為廣泛。另外，由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性，已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學(xué)上使用，而且，超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異，在-40時(shí)仍具有較高的沖擊強(qiáng)度，甚至可在-269下使用。超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲車輛的殼體、雷達(dá)的防護(hù)罩殼、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達(dá)108Pas，流動(dòng)性極差，其熔體流動(dòng)速率幾乎為零，所以很難用一26、般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。近年來，通過對(duì)普通加工設(shè)備的改造，已使超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯由最初的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來迅速發(fā)展的一類新型高分子樹脂，其相對(duì)分子質(zhì)量分布窄，分子鏈結(jié)構(gòu)和組成分布均一，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和光學(xué)性能，已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔體粘度比PVC低，流動(dòng)性能好，不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。前文已介紹了各類聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介紹在成型過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題。聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料，吸濕小，成型前不需充分干燥，熔體流動(dòng)性極27、好，流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分。不宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。PE的熱容量較大，但成型加工溫度卻較低，成型加工溫度的確定主要取決于相對(duì)分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180左右， HDPE在220左右，最高成型加工溫度一般不超過280。熔融狀態(tài)下，PE具有氧化傾向，因而，成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時(shí)間。PE的熔體粘度對(duì)剪切速率敏感，隨剪切速率的增大下降得較多。當(dāng)剪切速率超過臨界值后，易出現(xiàn)熔體破裂等流動(dòng)缺陷。制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對(duì)冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩28、慢冷卻，應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致，以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，降低制品的力學(xué)性能。收縮范圍和收縮值大(一般成型收縮率為1.55.0)，方向性明顯，易變形翹曲，冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯屬非極性聚合物，與無機(jī)物、極性高分子相容性弱，因此其功能性較差，采用改性可提高PE的耐熱老化性、高速加工性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、生物相容性等性質(zhì)。常用的改性方法包括物理改性和化學(xué)改性。1.物理改性物理改性是在PE基體中加入另一組分(無機(jī)組分、有機(jī)組分或聚合物等)的一種改性方法。常用的方法有增強(qiáng)改性、共混改性、填充改性。（1）增強(qiáng)改性 增29、強(qiáng)改性是指填充后對(duì)聚合物有增強(qiáng)效果的改性。加入的增強(qiáng)劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等。自增強(qiáng)改性也屬于增強(qiáng)改性的一種。自增強(qiáng)改性。所謂自增強(qiáng)就是使用特殊的加工成型方法，使得材料內(nèi)部組織形成伸直鏈晶體，材料內(nèi)部大分子晶體沿應(yīng)力方向有序排列，材料的宏觀強(qiáng)度得到大幅度提高，同時(shí)分子鏈有序排列將使結(jié)晶度提高，從而使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高，由于所形成的增強(qiáng)相與基體相的分子結(jié)構(gòu)相同，因而不存在外增強(qiáng)材料中普遍存在的界面問題。如采用超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMPE)纖維增強(qiáng)LDPE，在加熱加壓成型的條件下，可以形成良好的界面，最大限度發(fā)揮基體和纖維的強(qiáng)度。纖維增強(qiáng)改性。纖維增強(qiáng)聚合30、物基復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。如采用經(jīng)KH-550偶聯(lián)劑處理的長玻璃纖維(LGF)與PE復(fù)合制備的PELGF復(fù)合材料，當(dāng)LGF加入量為3O(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、長度約為35mm時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為52.5MPa和52kJm。晶須改性。晶須的加入能夠大幅度提高HDPE材料的力學(xué)性能，包括短期力學(xué)性能及耐長期蠕變性能。晶須對(duì)HDPE材料的增強(qiáng)作用主要?dú)w因于它們之間的良好界面粘接，同時(shí)剛性的晶須則能夠承擔(dān)較大的外界應(yīng)力使復(fù)合材料的模量得到提高。納米粒子增強(qiáng)改性。少量無機(jī)剛性粒子填充PE可同時(shí)起到增韌與增強(qiáng)的作用。如將表面處理過的納米SiO2粒子填充mLLDPE31、-LDPE，SiO2納米粒子均勻分散于基材中，與基材形成牢固的界面結(jié)合，當(dāng)填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2時(shí)，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率分別提高了13.7MPa和174.9。（2）共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韌性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、高速加工性等各種缺陷，使其具有較好的綜合性能。共混改性主要是向PE基體中加入另一種聚合物，如塑料類、彈性體類等聚合物，以及不同種類的PE之間進(jìn)行共混。PE系列的共混改性。單一組分的PE往往很難滿足加工要求，而通過不同種類PE之間的共混改性可以獲得性能優(yōu)良的PE材料。如通過LDPE與LLDPE共混，解決了LDPE因大量添加阻燃劑和抗靜電劑等助劑造成力學(xué)性能急劇降低的問題；LLDP32、E與HDPE共混后可以提高產(chǎn)品的綜合性能。PE與彈性體的共混改性。彈性體具有低的表面張力、較強(qiáng)的極性、突出的增韌作用，因此與PE共混后，既能保持PE的原有性能，同時(shí)也可以制備出具有綜合優(yōu)良性能的PE。如LDPE-聚烯烴彈性體(POE)共混物，當(dāng)POE的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3O時(shí)，共混體系的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值，為21.5 MPa。PE與塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韌性，但制品的強(qiáng)度和模量較低，與工程塑料等共混可提高復(fù)合體系的綜合力學(xué)性能。但PE和這類高聚物的界面問題也是影響其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容劑以提高共混物的力學(xué)性能。（3）填充改性 填充改性是在PE基質(zhì)中加入無機(jī)填料或有機(jī)33、填料，一方面可以降低成本達(dá)到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如電性能、阻燃性能等，但同時(shí)對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能帶來一定程度的影響。無論是無機(jī)填料還是有機(jī)填料，填料與PE基體的相容性和界面粘接強(qiáng)度是PE填充改性必須面臨的問題，而PE是非極性化合物，與填料相容性差，因此，必須對(duì)填料進(jìn)行表面處理。填料的表面處理一般采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理，在填料表面包覆一層類似于表面活性劑的過渡層，起“分子橋”的作用，使填料與基體樹脂間形成一個(gè)良好的粘接界面。常用的填料表面處理技術(shù)有：表面活性劑或偶聯(lián)劑處理技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)、聚合填充技術(shù)和原位乳液聚合技術(shù)等。PE中填充木粉、淀粉、廢紙粉、滑石34、粉、碳酸鈣等一類填料，不僅可以改善PE的性能，同時(shí)也具有十分重要的健康環(huán)保意義。2.化學(xué)改性化學(xué)改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交聯(lián)改性、氯化及氯磺化改性和等離子體改性處理等方法。其原理是通過化學(xué)反應(yīng)在PE分子鏈上引入其他鏈節(jié)和功能基團(tuán)，由此提高材料的力學(xué)性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。（1）接枝改性 接枝改性是指將具有各種功能的極性單體接枝到PE主鏈上的一種改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同時(shí)又增加了其新的功能。常用的接枝單體有丙烯酸(AA)、馬來酸酐(MA)、馬來酸鹽、烯基雙酚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、輻射接枝法、光接枝法等。35、（2）共聚改性 共聚改性是指通過共聚反應(yīng)將其他大分子鏈或官能團(tuán)引入到PE分子鏈中，從而改變PE的基本性能。主要改性品種有乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其他烯烴（如辛烯POE、環(huán)烯烴）共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）等。通過共聚反應(yīng)，可以改變大分子鏈的柔順性或使原來的基團(tuán)帶有反應(yīng)性官能團(tuán)，可以起到反應(yīng)性增容劑的作用。（3）交聯(lián)改性 交聯(lián)改性是指在聚合物大分子鏈間形成了化學(xué)共價(jià)鍵以取代原來的范德華力，由此極大地改善了諸如耐熱性、耐磨性、彈性形變、耐化學(xué)藥品性及耐環(huán)境應(yīng)力開裂性等一系列物理化學(xué)性能，適于作大型管材、電36、纜電線以及滾塑制品等。聚乙烯的交聯(lián)改性方法包括過氧化物交聯(lián)(化學(xué)交聯(lián))、高能輻射交聯(lián)、硅烷接枝交聯(lián)、紫外光交聯(lián)。（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種高分子氯化物，具有較好的耐候性、耐臭氧性、耐化學(xué)藥品性、耐寒性、阻燃性和優(yōu)良的電絕緣性。主要用作聚氯乙烯的改性劑，以改善聚氯乙烯抗沖擊性能，氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料。氯磺化聚乙烯是聚乙烯經(jīng)過氯化和氯磺化反應(yīng)而制得的具有高飽和結(jié)構(gòu)的特種彈性材料，屬于高性能橡膠品種。其結(jié)構(gòu)飽和，無發(fā)色基團(tuán)存在，涂膜的抗氧性、耐油性、耐候性、耐磨性和保色性能優(yōu)異，且耐酸堿和化學(xué)藥品的腐蝕，已廣泛應(yīng)用于石油、37、化工等行業(yè)。（5）等離子體改性處理 等離子體是由部分電離的導(dǎo)電氣體組成，其中包括電子、正離子、負(fù)離子，基態(tài)的原子或分子、激發(fā)態(tài)的原子或分子、游離基等類型的活性粒子。在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低溫等離子體中的活性粒子轟擊材料表面，使材料表面分子的化學(xué)鍵被打開，并與等離子體中的氧、氮等活性自由基結(jié)合，在高分子材料表面形成含有氧、氮等極性基團(tuán)，由于表面增加了大量的極性基團(tuán)從而能明顯地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等。1.1.5聚乙烯的應(yīng)用聚乙烯是通用塑料中應(yīng)用最廣泛的品種，薄膜是其主要加工產(chǎn)品，其次是片材和涂層、瓶、罐、桶等中空容器及其他各種注射和吹塑制品、管材和電線、電纜的絕緣和38、護(hù)套等。主要用于包裝、農(nóng)業(yè)和交通等部門。1.薄膜低密度聚乙烯總產(chǎn)量的一半以上經(jīng)吹塑制成薄膜,這種薄膜有良好的透明性和一定的拉伸強(qiáng)度,廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜。也可用擠出法加工成復(fù)合薄膜用于包裝重物。高密度聚乙烯薄膜的強(qiáng)度高、耐低溫、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。線型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其強(qiáng)度、韌性均優(yōu)于低密度聚乙烯，耐刺穿性和剛性也較好，透明性稍優(yōu)于高密度聚乙烯。此外，還可以在紙、鋁箔或其他塑料薄膜上擠出涂布聚乙烯涂層，制成高分子復(fù)合材料。2.中空制品高密度聚乙烯強(qiáng)度較高，適宜成型中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用澆鑄39、法制成槽車罐和貯罐等大型容器。3.管、板材擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強(qiáng)度較高，適于地下鋪設(shè)。擠出的板材可進(jìn)行二次加工，也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低發(fā)泡塑料，作臺(tái)板和建筑材料。4.纖維中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維（強(qiáng)度可達(dá)34GPa）,可用作防彈背心，汽車和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。5.雜品用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉(zhuǎn)箱、小型容器、自行車和拖拉機(jī)的零件等。制造結(jié)構(gòu)件時(shí)要用高密度聚乙烯。超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯適于制作減震,耐磨及傳動(dòng)零件。1.1.6聚乙烯的簡易識(shí)別方法（1）外觀印象 白色蠟狀，半透明，HDPE透明性更差，用手摸制品有滑膩感；LDPE柔而韌，稍能伸長，HDPE手感較堅(jiān)硬。（2）水中沉浮 比水輕，浮于水面。（3）溶解特性 一般熔融后可溶于對(duì)二甲苯、三氯苯等。（4）受熱表現(xiàn) 溫度達(dá)90135以上變軟熔融，315以上分解。（5）燃燒現(xiàn)象 易燃，離火后繼續(xù)燃燒，火焰上端呈黃色，下端藍(lán)色，燃燒時(shí)熔融滴落，發(fā)出石蠟燃燒時(shí)的氣味。