聚乙烯塑料在海洋大气环境老化的力学性能研究
作者单位：海洋腐蚀与防护重点实验室中国船舶重工集团公司第七二五研究所
会议名称：《第十届全国腐蚀大会》
会议日期：2019年
学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学]
关 键 词：聚乙烯 自然环境试验 海洋大气 力学性能变化 老化
摘 要：聚乙烯（PE）具有良好的绝缘性能、加工性能及化学稳定性,是产量和使用量最大的塑料材料。随着我国加大海洋开发,聚乙烯在海洋环境的应用将更加广泛,但海洋大气高湿、高盐度等环境因素的影响,会导致材料加速老化和失效。目前相关文献对聚乙烯塑料在海洋环境的环境适应性研究报道相对缺乏,对其在海洋环境的老化性能研究有待深入。选取青岛、厦门和三亚作为我国黄海、东海和南海三个典型海洋环境的研究地点,对聚乙烯塑料在三个地点的海洋大气环境进行1年的自然环境实验,2017年7月投样,2018年7月回收试样,按照GB 3681-2000《塑料大气暴露试验方法》进行试验,样品架正面朝南,倾斜角度为45°。通过弯曲性能和拉伸性能等力学性能检测获得其老化行为规律,拉伸性能测试参照GB/T 1040.2-2006加工为I型试样,标距50 mm;弯曲性能测试参照GB/T9431-2008加工为160×20×8 mm试样。由图1可见,青岛、厦门和三亚试样的整体形貌均保持完好,样品未出现龟裂、粉化和外层剥落等现象;色泽整体变化较小,有轻微黄化。由图2a可见,在青岛、厦门和三亚老化后PE的拉伸强度和拉伸应变均有明显下降,下降幅度为三亚厦门青岛。青岛和厦门试样的拉伸强度和拉伸应变下降幅度接近,三亚试样拉伸应变下降幅度大幅增加,表明三亚试样延展性相比青岛和厦门试样大幅降低。由图2b可见,在青岛、厦门和三亚老化后PE的弯曲强度均有明显下降,下降幅度三亚青岛厦门。厦门试样弯曲模量基本不变,三亚试样的弯曲模量略微下降,青岛试样的弯曲模量明显下降。结果表明,聚乙烯塑料在经过青岛、厦门和三亚的海洋大气环境1年的暴露后,形貌、色泽均基本保持完好,但力学性能均出现比较明显的下降。
