3PE防腐钢管聚乙烯的粘结性

3PE防腐钢管聚乙烯的粘结性

  聚乙烯是四大难粘材料之一，在3PE防腐钢管中，因：①表面能低且润湿性差润湿性是粘接的首要条件，聚乙烯表面能和临界表面张力（31×10-5～44×10-5N/cm）均较低，因而润湿性较差。②结晶度高聚乙烯分子链结构规整，结晶度高，化学稳定性好，溶胀和溶解比非结晶高分子困难，当胶粘剂涂在其表面时，很难发生高聚物分子链的相互扩散与缠结，无法形成较强的粘附力。③分子链呈非极性聚乙烯是典型的非极性高分子材料，分子上没有任何极性基团，结构对称性好，胶粘剂吸附在其表面，只能形成较弱的色散力，而缺少取向力和诱导力，因而粘附性较差。④存在较弱的边界层除结构原因之外，聚乙烯材料表面存在较弱的边界层，这种弱边界层来自聚合物本身的低分子成分以及加工过程中的助剂、杂质等，其存在极大地降低了聚乙烯的粘接强度。防护层与防腐层的界面粘结对于整体性能的发挥起着至关重要的作用。界面粘结的强弱以及界面粘结保护层与防腐层间的应力传递与分散性，从而影响体系的整体性能。若使两界面间形成足够的粘接强度，两相表面互相浸润是先决条件。聚乙烯分子链是非极性的全碳氢结构，其表面无任何活性点，表面能低，无法被极性环氧树脂所浸润，不能形成化学结合，从而导致界面粘结强度较弱。因此增强碳纤维/环氧树脂基复合材料与PE层的界面粘结性是亟待解决的关键问题。但目前对PE常用的等离子体、电晕、表面接枝、化学氧化等处理方法均无法满足3PE防腐钢管现场施工的要求。新建管道常用的“火焰喷烤+机械打毛”的方法，对增强PE氧树脂的粘接效果非常有限，且存在破坏PE层完整性的风险。相比而言，通过在3PE管道外直接涂刷粘接增强剂来改善PE与碳纤维/环氧树脂基复合材料间的粘接性，更具有现场可行性。