Page 43 - 理化检验-物理分册2025年第四期

赵森龙，等：取样位置和自然气候对聚乙烯管材氧化诱导时间的影响

氧化诱导时间存在差异。笔者研究了不同取样部位
及不同自然气候作用时间对聚乙烯管材氧化诱导时
间测试结果的影响，为聚乙烯管材加工工艺的改进
及提高氧化诱导时间测定的准确性提供参考。

1 试样制备与试验方法
1.1 试样制备
聚乙烯管材的公称外径为 315 mm，公称壁厚
为28.6 mm，实际壁厚约为30 mm。准备8段长度为
300 mm的管材试样，在相同的自然环境下（室外无
遮挡），固定横向（轴向）放置试样，分别放置30，60，
90，120，150，180，210，240 d。在对应时间取回试
样并制样，制样位置为垂直于地面的顶部。
沿管材壁厚方向，在管材的外表面、内表面及中
图 3 管材外表面弯曲试样取样位置示意
部取样，取样位置如图1所示。在经过240 d放置的
管材上取样，距外表面约3，6，9，12，15，18，21，24， 1.2 试验方法
27 mm处和内表面取样位置如图2所示。 1.2.1 氧化诱导时间
将试样平铺在铝坩埚内，试样有外表面或内表
面时原始表面朝上，将参比坩埚和试样坩埚放入仪
器对应位置。设置程序为：氧气流速为50 mL/min，
氮气流速为50 mL/min；在开始升温前通氮气5 min，
然后在氮气气氛中以20 ℃/min的速率将温度从室温
（25 ℃）升至210 ℃，在该温度下恒定3 min；然后切
换到氧气气氛，继续恒温，直至放热显著变化点出现
后至少2 min，终止试验。利用切线分析方法得到氧

图 1 管材外表面、内表面、中部取样位置示意 化诱导时间。
1.2.2 弯曲试验
测量试样具体尺寸，调节试验机支座跨度至
64 mm，把试样对称地放在两个支座上，有外表面或
内表面时原始表面朝上，在跨度中心处以2 mm/min
的速率向下施加作用力，得到最大力并计算弯曲强
度，计算方法如式（1）所示。
3FL
σ = （1）
f
2bh 2
图 2 经 240 d 放置后管材取样位置示意
式中： σ 为弯曲强度；F为最大力；L为跨距；b为试
f
用刀片切取一定大小（大于打孔器直径）的试
样宽度；h为试样厚度。
样，试样厚度为550~750 μm，其厚度均匀，表面平
行、平整、无毛刺、无斑点。然后使用打孔器从片材 2 试验结果
上冲出一直径略小于坩埚内径的圆片试样。 2.1 未放置管材取样位置对氧化诱导时间测试结
在未放置、放置90 d、放置240 d的试样外表面 果的影响
处沿管材轴向制备弯曲试样，试样长度为80 mm，厚 图4是未放置管材外表面、 内表面和中部位置的
度为4 mm，宽度为10 mm，保留外表面为原始表面， 氧化诱导时间测试结果。由图4可知：中部、内表面
取样位置如图3所示。采用相同方法制备未放置、 放 和外表面的氧化诱导时间测试结果依次减小。因为
置90 d、放置240 d试样内表面和中部的弯曲试样。 管材在进行测试前经过一段时间的储存以及运输，

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