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2024-08-19

3PE防腐钢管粘接效果探究

1.粘接破坏的几种常见形式

1.1 基材破坏

表现形式为粘接基材在剥离时拉伸断裂,而基材与热熔胶表面没有分离。若所选基材本身的力学性能较低,则需增强其内聚能强度,以确保胶粘剂能够充分发挥其粘接效果。

1.2 界面破坏

热熔胶粘剂没有粘附在基材上,表明基材与热熔胶的粘接不良,采用的热熔胶粘剂需要改善粘接性能。

1.3内聚破坏

热熔胶受力被撕开成两面,表现为基材和底材的表面各有一层热熔胶均匀分布。

1.4混合破坏

受力破坏时,热熔胶粘剂部分粘接残留在基材表面,部门呈现界面破坏形式,表明热熔胶粘剂对基材或底材的粘接呈现一定的不稳定性。

2.3PE防腐钢管粘接的几种破坏形式

对于3PE防腐钢管,基材为PE夹克层,底材为环氧涂层。该热熔胶粘剂采用聚乙烯为基础,经过马来酸酐接枝改性处理,成为一种具有热塑性的功能型粘接树脂。它不仅保留了聚乙烯原有的结构、性能和加工特性,还与夹克料展现出良好的相容性和粘接效果。所使用的PE夹克料多为HDPE,并添加了炭黑和防老化助剂进行改性,因此具备较高的力学性能和内聚强度。在3PE防腐结构中,基材的内聚强度以及热熔胶粘剂的内聚强度均大于热熔胶粘剂与基材之间的粘接强度。环氧树脂底层与钢管之间表现出极佳的附着粘接性能。热熔胶粘剂与环氧树脂的粘接效果主要依赖于极性基团在高温下的快速化学反应。如果胶粘剂上的极性基团不足,或者环氧树脂的高温活性过强,可能会导致混合破坏形式的出现。在3PE钢管中,常见的破坏形式包括1.2、1.3、1.4三种情况,其中以内聚破坏形式为理想粘接状态,能够使3PE防腐结构保持非常稳定持久的粘接,确保管线在承受外力、环境变化时能够迅速应对应力应变的变化,防止脱层现象的发生。目前,这种粘接效果已经在国内外防腐工程中得到了广泛应用,并受到越来越多人的重视和认可。

3.内聚破坏形式的影响因素与实现形式

3.1测试温度

测试粘接强度和内聚强度时,温度是一个重要因素,因此,在不同温度下进行测试可能会观察到不同的粘接效果。针对3PE防腐管道的剥离测试,通常会在常温和高温两种条件下进行。高温条件往往会导致热熔胶粘剂的内聚强度和粘接强度同时降低,这意味着在常温剥离测试中可能观察到的界面分离效果,在高温测试中可能会转变为内聚破坏形式。反之,如果常温剥离测试表现为内聚破坏,那么在高温测试时也可能展现出其他形式的破坏。

测试温度的设定是为了模拟管线在户外实际使用环境中可能遭遇的各种温度条件,这样的模拟过程对于评估不同温度要求下进行的剥离强度测试结果具有重要的指导意义。

3.2 环氧树脂和热熔胶种类

在实际应用过程中,我们观察到一种有趣的现象:当同一种热熔胶与不同类型的环氧粉末进行配合时,其粘接效果展现出显著差异。有时,这种组合能理想地达到内聚破坏的形式,显示出优异的粘接强度;而有时,则会出现界面破坏,粘接效果大打折扣。这一现象的根源在于该热熔胶对粘接过程中的温度条件以及环氧基团的活性极为敏感,极大地限制了热熔胶的适用范围。

3.3 内聚破坏的实现形式

调整粘接强度和热熔胶粘剂的内聚强度而实现内聚破坏的粘接效果。通过调整初粘性、浸润性、粘接反应速度、极性基团的有效发挥性,可大幅度提高热熔胶粘剂与环氧涂层的粘接强度;通过热熔胶配方组分的变化改善热熔胶粘剂的力学性能,实现内聚强度的调整。

4.粘接效果对粘接强度和使用寿命的影响

在3PE防腐钢管的制造过程中,热熔胶粘剂与环氧树脂之间的牢固粘接主要依赖于聚乙烯接枝物上羰基、羧基等极性基团与环氧树脂极性基团之间发生的化学反应。这种化学反应的强度和程度直接决定了粘接强度的高低。然而,这种基于化学反应的粘接方式在某些条件下可能表现出不够稳定的特点,因为热熔胶粘剂的结晶速度、结晶度、加工过程中的参数控制、环境应力以及环境温度的波动都可能成为影响粘接强度的不利因素,导致粘接性能下降。在追求更高粘接稳定性和耐久性的复合材料领域,如铝塑管、铝塑板等应用中,对粘接效果的要求尤为严苛。若粘接失效表现为界面剥离破坏,即便初始粘接强度很高,也可能因时间推移而迅速减弱,甚至引发快速脱层现象,严重影响产品的使用性能。相比之下,当粘接破坏形式表现为内聚破坏时,热熔胶粘剂能够通过其分子链内部的应力应变调整机制,有效吸收外界环境变化带来的能量冲击,从而保持复合结构的整体稳定性和延长使用寿命。这种内聚破坏模式确保了胶粘剂在面临各种外部挑战时,能够自我调整并快速适应,为复合材料提供了更为可靠和持久的粘接保障。