1、目 录1.工程概况22.编制依据23.施工计划24.施工工艺24.1施工准备24.2工艺流程34.3施工方法34.4墙面装饰64.5防撞护栏施工84.6质量检查95.施工安全保证措施91.工程概况高科三路高架桥工程两侧桥头引道段外侧均设悬臂式或扶壁式挡土墙,挡土墙采用C30混凝土现场浇筑,挡土墙节沉降缝设置间距10m,墙底设置10cmC15混凝土+40(50)cm灰土作为垫层,沉降缝宽2cm,沉降缝采用二层油毛毡三层热沥青胶合。挡墙墙背先喷HUG-13防水涂料2遍,再喷HUT-1防水涂料2遍,间隔3m设置泄水孔,呈梅花形布置,泄水孔采用5cm的PVC管,孔后填筑厚30cm碎石,以土工布覆盖;最
2、底层泄水孔设置于墙前地面以上30cm处。挡墙墙背1.0m宽范围内采用8%灰土回填,回填时墙身混凝土强度达到70%时方可回填土,墙前后覆土厚度不得小于50cm,填土时墙前墙后应同时进行,墙前填土至设计标高后再继续墙后填土至设计高度,填土时应分层夯实,每层松铺厚度不得超过30cm。挡土墙墙顶设置防撞护栏,挡土墙浇筑时应预留36cm采用C30混凝土与防撞护栏一体浇筑,防撞护栏样式与桥梁段相同。2.编制依据1、咸阳高新技术产业开发区高科三路高架桥工程施工图,第一册。2、城镇道路工程施工与质量验收规范CJJ 1-2008。3.施工计划1、施工进度计划根据高科三路高架桥工程的工期进度要求,结合现场实际情况
3、,挡土墙划于2015年6月1日开工,2015年12月15日完成。2、人员计划施工员2人,测量员2人,木工14人,钢筋工12人,混凝土工及普工16人。3、设备、机具计划挖掘机、旋耕机、压路机、混凝土汽车泵(采用泵送时使用)、切割机、弯曲机、电焊机、汽车吊、振捣器等。4.施工工艺4.1施工准备1、各种原材料经过验收检验合格,数量准备充足。2、人员、设备按计划进场。3、施工场地具备施工条件,施工图及技术方案已审批。4.2工艺流程测量放线基槽开挖翻挖回填灰土地基混凝土垫层基础钢筋制作与安装支立基础模板浇筑基础混凝土内外双排脚手架搭设墙体钢筋及泄水孔制作与安装支立墙体模板浇筑墙体混凝土养生及拆模4.3施
4、工方法1、测量放线根据施工图纸及坐标点测放出挡土墙中心线、基础平面位置线和纵断高程线,做好平面、高程控制放样。2、土方施工基槽采用挖掘机开挖,原地面较低处用挖掘机翻挖回填,用22t压路机碾压。灰土基础采用旋耕机拌和,22t压路机碾压。墙背回填时,应防护立壁内受撞损坏,卸料时,运输机具和碾压机具应离扶壁1.0m,在此范围内宜采用人工摊铺配以小型压实机具碾压。本路段地基承载力不小于200kpa,此外还应满足以下几点:在挖方路段设置的挡墙,若基底开挖出现生活垃圾、建筑弃渣或人工杂填土、淤泥质土等不良土质时,应全部予以挖除,采用10%灰土进行换填。挡墙基底标高在原地面线以上时,应首先查明原地层情况,若
5、为密实、稳定的天然土层,先夯实表层土后,再采用10%灰土填筑至挡墙基础底面;若发现地面以下填埋有建筑弃渣、生活垃圾或原先为沟塘时,应挖除软弱土层及不良填料,采用10%灰土回填至挡墙基础底面。灰土采取分层回填,分层压实的方式,压实度不小于95%(重型击实标准)。3、垫层施工垫层混凝土强度应符合设计要求,振捣密实、抹压平整。垫层底面不在同一高程时,施工应按先深后浅的顺序进行。垫层施工完成后,应复核设计高程并按设计图纸和挡墙中线桩弹出墙体边线、基础尺寸线和钢筋控制线等。4、基础钢筋制作与安装应按有关规定进行钢筋复验检验,合格后方可使用。钢筋应按品种规格、批号、分类存放,不得混存。有严重锈蚀、麻坑、劈
6、裂、夹砂、夹层、油污等钢筋不得使用。钢筋绑扎前应将垫层清理干净,并用粉笔在垫层上划好主筋、分布筋间距。按划好的间距,先摆放受力主筋、后放分布筋。绑扎钢筋时一般用顺扣或八字扣,除外围两根筋的相交点应全部绑扎外,其余各点可交错绑扎。绑扎时应有稳定措施,防止墙体立筋倾覆。在钢筋与模板之间垫好垫块,间距不大于1.5m,梅花形布置,保护层厚度应符合设计要求。垫块一般采用水泥砂浆制成,垫块厚度应与保护层厚度相同,垫块内预埋扎丝,或用塑料卡来保证保护层厚度。钢筋连接方法宜采用焊接或机械连接。在绑扎双层钢筋网片时,应设置足够强度的支撑,以保证钢筋网片的定位准确。稳定牢固,在浇筑混凝土时不得松动变形。钢筋焊接成
7、型时,焊前不得有水锈、油渍;焊缝处不得咬肉、裂纹、夹渣,焊药皮应清除干净。5、支立基础模板模板应具有足够的强度、刚度和稳定性,能承受浇筑混凝土的冲击力、混凝土的侧压力。模板应保证挡土墙设计形状、尺寸及位置准确,并便于拆卸,模板接缝应严密,不得漏浆、错台。模板脱模剂采用色拉油,应涂刷均匀,不得污染钢筋。轴线、模板线放线完毕,应办理好预检手续。模板安装后,应检查预留洞口及预埋件位置,符合设计要求后,方可进行下步工序。模板支撑时模板下口先做水平支撑和地龙木,再加立桩和斜撑固定。6、浇筑基础混凝土混凝土浇筑前,钢筋应验收合格。模板安装牢固,缝隙平整、严密,杂物应清理干净,积水排除,并办理验收手续。混凝
8、土采用商品混凝土。当基础与墙体分期浇筑时应符合下列规定:基础混凝土强度达到2.5MPa以上时方可支搭挡土墙墙体模板。浇筑基础混凝土时宜在基础内埋设供支搭墙体模板定位连接件。施工缝处严格按照规范要求凿毛。混凝土振捣基础混凝土宜采用插入式振捣棒振捣,当振捣棒以直线行列插入时,移动距离不得超过振捣棒作用半径的1.5倍;若以梅花式行列插入,移动距离不得超过作用半径的1.75倍;振捣时振捣棒不得直接放在钢筋上振捣。振捣棒宜与模板保持50mm左右净距。振捣至混凝土表面不再下沉,无显著气泡,表面开始浮现水泥浆为度。7、墙体钢筋制作与安装要求与基础部分相同,为保证墙体钢筋骨架位置准确和整体性,墙体钢筋应间隔5
9、米设一焊接样架。8、支立墙体模板按位置线安装墙体组合钢模板,模板应支牢固,下口处加扫地杆,以防模板在浇筑混凝土时松动、跑模。模板之间粘贴双面不干胶带,以减小模板缝隙防止漏浆,确保混凝土面的观感质量。按照模板设计方案先拼装好直面的模板并按位置线就位,然后安装堵头模板、拉杆或斜撑,安装套管和穿墙螺栓,用14的穿墙螺栓按照间距800mm布设。清扫墙内杂物,严格按施工图纸要求固定5cm的PVC泄水孔,调整支撑至模板符合设计要求后,拧紧对拉螺栓。模板隔离剂采用色拉油,涂刷应均匀,不得污染钢筋。模板安装完成后,检查扣件、螺栓是否牢固,模板拼缝及下口是否严密,办理预检手续。模板支架搭设模板支架全部采用48m
10、m的钢管扣件搭设,竹排做脚手板。挡土墙两侧采用三排立杆搭设模板支架,立杆排距为1.5m,纵距为1.2m。水平横杆分布在0.2m、2m、3.7m和5.4m处,剪刀撑设置在支架两端和排架内外侧。搭设两块墙板的模板支架,模板拆除后用吊车吊支架循环使用。模板支架的拆除应遵循先支后拆、后支先拆的原则,支架拆除后应维修整理、分类存放。9、浇筑墙体混凝土墙体混凝土浇筑前,在底部接茬处先均匀浇筑1530mm厚与墙体混凝土强度等级相同的接缝砂浆。混凝土应按规范规定分层浇筑,振捣密实,分层厚度不大于500mm。混凝土下料点应分散布置。墙体应连续进行浇筑,每层间隔时间不超过混凝土初凝时间。混凝土浇筑振捣完毕,用抹子
11、按墙顶设计标高控制线对墙体上口进行找平、收光。10、混凝土养生混凝土浇筑完毕后,应在12h以内加以覆盖和浇水养护,浇水次数应视气温而定,当气温低于5C时一般只覆盖不再浇水。养护期一般不少于7d,可根据空气的湿度、温度和水泥品种及掺用的外加剂的情况,适当延长。11、模板拆除当混凝土强度达到2.5MPa以上时,方可拆除侧面模板。首先逐段松开并拆除拉杆,一次松开长度不宜过大。不允许以猛烈地敲打和强扭等方法进行。逐块拆除模板,拆除时注意保护墙体防止损坏。将模板及支撑拆除后应维修整理,分类妥善存放。12、挡土墙的墙体达到设计强度的75%以上时,方可进行墙后填料施工。墙后必须回填均匀、摊铺平整,填料顶面横
12、坡符合设计要求。墙后及扶壁1.0m范围内,不得有大型机械行驶或作业,为防止碰坏墙体,应用小型压实机械碾压,分层厚度不得超过20cm。压实度要求95%。4.4墙面装饰本项目挡土墙墙面装饰采用氟碳漆涂料,氟碳漆涂料有良好的装饰性、耐候性、防腐性和自洁性。1、主要材料氟碳漆、腻子、抗碱封闭乳液、抗裂玻纤网、砂纸等。2、作业条件脚手架必须为双排脚手架,脚手架和墙面的距离宜大于20cm,施工温度在535,5以下时不得施工,施工好的墙面在下雨时应用篷布盖好。3、施工工序基面处理铺挂玻纤网分格缝放线开缝基面靠心(横向竖向各一遍)分格缝制作批刮腻子批刮水性抛光腻子一道环氧抗碱封闭底漆两道喷枪喷涂实色氟碳外墙漆
13、分格缝喷原色。4、施工工艺墙面基面检查所有施工基面,要求无开裂、平整度好(用2m的铝合金直尺检测检查落差小于2mm)。墙体表面水分应小于8%,当墙面大面积含水率大于8%时,应等墙面干燥后再施工。铺挂玻纤网用外墙找平腻子加超级乳液搅拌均匀成糊状,将玻纤网直接粘贴在基面上,用刮刀压实平整。分格缝放线开缝分格采用暗缝切割,缝宽5mm,缝深68mm;补弹性腻子,然后贴分色纸18mm宽,成型后外观宽度深度为15mm5mm的分格缝。基面靠尺对完成分格缝切割的基面,用外墙专用腻子加乳液(加入量约为35%)按配制方法用清水调配腻子,待电动搅拌机充分搅匀成糊状后,以所分好的板块为单位,用批刀将腻子满批在基面上(
14、厚度根据基面平整度而定)并用靠尺赶平,应注意清理好分格缝内腻子,待其干燥后打磨,再进行二次靠尺,干燥后进行第二遍打磨。分格缝制作在喷面漆前分格缝先用清水湿润,用调配好的弹性腻子浆料(稍稠)用批刀将其刮入分格缝内,然后用直径1.5cm宽圆管顺缝由上往下,从左到右将所有填充的弹性腻子拉成半圆状,再贴分色纸。批刮腻子填充完分格缝的基面,用调配好的外墙专用找平腻子,将基面满批一遍,分格缝同时用圆管重新拉一次,干后打磨,清扫灰尘,再用外墙找平腻子,满批基面一遍,干后打磨,以上腻子干燥速度视基面平整度、腻子层厚度、天气、温度而定,一般112小时。批刮水性抛光腻子完成防潮腻子批刮的基面清理好后,用抛光腻子在
15、其表面上用批刀满批一遍抛光腻子。要求无漏批现象,且保持一定光滑度,干后打磨清扫灰尘。一道环氧抗碱封闭底漆在批刮处理好的抛光腻子基面上,按横向竖向交叉方法喷涂一遍调配好的万用封固底漆环氧抗碱,底漆喷涂时要充分搅匀,干后表面进行打磨。喷涂时空气压力保持在5kg以上,采用1.5mm口径喷枪,距离墙面30cm以上进行喷涂。涂装实色氟碳面漆将实色氟碳面漆与氟碳漆固化剂按9:1比例混合均匀,并熟化10min左右,再加入3050%的氟碳通用稀释剂,搅拌均匀静置10min左右待用。喷涂第一遍调配好的实色氟碳漆,按横向和竖向交叉方法喷涂,使墙面达到充分湿润状态,以取得足够成膜厚度,干后打磨清理干净,喷涂时空气压
16、力5kg以上,采用1.5mm口径喷枪,距离墙面30cm喷涂。喷涂第二遍调配好的实色面漆,按第一遍调配油漆的方法调配好油漆,按同样施工方法施工,喷涂时无流挂现象。分格缝喷原色喷涂好的实色氟碳面漆,待其充分干燥后,用分色纸沿分格缝两边贴直,然后将所选定颜色的氟碳用毛刷顺分格缝刷涂一遍,要求不漏底、沟痕平滑,顺直、无流挂现象,干后撕去分色纸。5、质量标准外墙氟碳漆涂饰工程所选用涂料品种、型号和性能应符合设计和国家、行业现行规范的标准要求。氟碳漆应涂饰均匀、粘结牢固,不得漏刷、透底、起皮和返锈。所选用的涂料、胶粘剂等必须有产品合格证及总挥发性有机物(VOC)和游离甲醛、苯含量。残缺处应补齐腻子,砂纸打
17、磨到位。基层腻子应平整、坚实、牢固、无粉化、起皮和裂缝。分格缝应横平竖直。4.5防撞护栏施工1、工艺流程墙顶砼凿毛测量放样及标高检测敷设模板底标高带护栏钢筋调整、绑扎及预埋件安装模板安装砼浇筑抹面砼拆模与养生验收2、墙顶砼凿毛凿除墙顶表面的浮浆、松散层,直到露出坚实砼为止。凿除采用人工风镐相结合的方式进行。凿除后,把杂物清理干净,并用高压水枪冲洗干净。3、测量放样及标高检测由项目部测量组对墙顶的标高进行全面检测,间隔5m放出防撞护栏的边线,弹出墨线;控制好内外护栏的线型,保持平滑。4、敷设模板底标高带在墙顶内侧立模处抹一层3cm厚的M10砂浆带,宽约5cm,作为控制模板底标高的基准面,并且可以
18、防止在砼浇注过程中漏浆。5、按规范要求进行钢筋调整、绑扎和预埋件安装。6、模板安装护栏模板采用异型钢模板,采用面板4mm钢板,横、竖肋为6及8槽钢制成,保证刚度满足要求。每段长度1.5米,总长40米,可满足施工进度需要。护栏支撑体系采用上下拉杆(底部一道,顶部一道),内模采用短钢筋支撑,底部采用横向槽钢和方木支撑。模板安装前进行彻底除锈,并用色拉油进行清洗,除尽模板表面的油污、锈渣。在护栏模板安装前,先将护栏的位置用墨线弹出,然后再将预先做好的10cm长的12钢筋点焊在护栏预埋钢筋上,起到固定模板位置的作用(模板定位钢筋)。护栏的线型控制相当重要,在安装模板时,要保证护栏的线型平顺。模板拼缝采
19、用双面胶带,防止漏浆。安装模板时,要保证钢筋有足够的保护层;必要时,增加砼(塑料)垫块以保证有足够的保护层。7、砼拌和、运输与浇筑砼采用商品混凝土,混凝土搅拌车运输,每次运输不超过4方以减少搅拌车运输卸料过程中的停滞时间,以减少运输过程中的坍落度损失。砼浇筑采用搅拌车滑槽入模和人工铲灰入模的方式,分五层浇筑,层厚控制在20cm左右,采用底部为一层,斜坡变化段为一层,上部三层的原则进行层厚的控制。振捣采用逆振的方法,带出气泡,控制好振捣时间,避免过振使砼表面出现砂线。8、抹面抹面先用木抹收光,待砼初凝后进行二次收浆压光(以指压有浅指印为宜),派专人负责二次收面的工作,避免砼表面干裂。9、砼拆模与
20、养生待砼终凝后及时采用土工布覆盖洒水养生。拆模后继续覆盖土工布,饱水养生7天,养生时安排专人进行养生。10、路灯基础桥上路灯基座施工与防撞护栏施工同时进行,注意校核预埋地脚螺栓和底座的位置,同时应注意PVC管的正确安装和定位加固。4.6质量检查1、地基承载试验结果应符合设计图纸,基底表面无松软土。2、原材料应检验合格。3、伸缩缝位置、缝的填塞符合设计规定。4、泄水孔位置,孔距符合设计要求,孔内通畅。5、回填分层夯实。反滤层及时设置,其材料符合设计要求,厚度不小于设计规定。6、墙面平顺、整齐。混凝土表面应平整 、密实、无蜂窝麻面现象。5.施工安全保证措施1、施工现场的布置符合防火、防触电等安全规
21、定的要求。2、现场道路平整、保持畅通,危险地点悬挂安全标志、标牌,夜间行人经过的基坑设红灯警示,施工现场设置大幅安全宣传标语。3、施工用电线路的敷设必须按照临时用电施工组织设计图,不得乱接乱设任意更改,施工现场的临时用电符合安全规定。配电箱能防火、防雨、箱内不得存入杂物并设门加锁,专人管理。配电箱、开关箱必须完好无损、接线正确,接地装置灵活可靠。正确合理地选择漏电保护器,并经常检查所有开关箱及用电设备必须实行“一机一闸一保护”。4、施工前,了解周围环境和地下管线情况,熟悉施工范围内的电力、电信通讯、给排水管埋设深度,做到不明情况、不盲目施工。以免造成重大事故。5、各种机械操作人员和车辆驾驶员,
22、必须取得操作合格证,不准操作与证不相符的机械,不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作,对机械操作人员建立档案,专人管理。6、驾驶室或操作室保持整洁,严禁存放易燃、易爆物品。严禁酒后操作机械,严禁机械带病运转或超负荷运转。7、机械设备在施工现场停放时,选择安全的停放地点,夜间有专人看管。8、严禁对运转中的机械设备进行维修、保养、调整等作业。9、挖运设备的刹车制动部分灵活可靠,灯光、信号齐全。10、大风及大雨后,及时对脚手架进行认真检查,若发现有立杆沉陷、悬空、接头松动、架子歪斜等,立即采取加固或其它处理措施。11、进行施工现场,人人戴安全帽。12、搭设、拆除脚手架及模板必须为熟练的架子工操作。
23、高空悬空作业必须采用腰部挂钩式安全绳并加系背式安全带。聚乙烯(PE)简介1.1聚乙烯化学名称:聚乙烯英文名称:polyethylene,简称PE结构式: 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一,是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无嗅、无味、无毒,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂,且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒,制成半透明的颗粒状物料。PE易燃,燃烧时有蜡味,并伴有熔
24、融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度,也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外,其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大,除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大,结晶度低,密度小,各项力学性能较低,但韧性良好,耐冲击。HDPE支化度小,结晶度高,密度大,拉伸强度、刚度和硬度较高,韧性较差些。相对分子质量增大,分子链间作用力相应增大,所有力学性能,包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。表1-1 几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬
25、度(D)拉伸强度MPa拉伸弹性模量MPa压缩强度MPa缺口冲击强度kJm-2弯曲强度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.热性能PE受热后,随温度的升高,结晶部分逐渐熔化,无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125137,MDPE的熔点约为126134,LDPE的熔点约为105115。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。PE的玻璃化温度(Tg)随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异,而且因测试方法不同有较
26、大差别,一般在-50以下。PE在一般环境下韧性良好,耐低温性(耐寒性)优良,PE的脆化温度(Tb)约为-80-50,随相对分子质量增大脆化温度降低,如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140。PE的热变形温度(THD)较低,不同PE的热变形温度也有差别,LDPE约为3850(0.45MPa,下同),MDPE约为5075,HDPE约为6080。PE的最高连续使用温度不算太低,LDPE约为82100,MDPE约为105121,HDPE为121,均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好,在惰性气氛中,其热分解温度超过300。PE的比热容和热导率较大,不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(153
27、0)10-5K-1之间,其制品尺寸随温度改变变化较大。几种PE的热性能见表1-2。表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点热降解温度(氮气)热变形温度(0.45MPa)脆化温度线性膨胀系数(10-5K-1)比热容J(kgK)-1热导率/ W(mK)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.电性能PE分子结构中没有极性基团,因此具有优异的电性能,几种PE的电性能见表1-3。
28、PE的体积电阻率较高,介电常数和介电损耗因数较小,几乎不受频率的影响,因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小,小于0.01(质量分数),电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性,但由于耐热性不够高,作为绝缘材料使用,只能达到Y级(工作温度90)。表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/cm介电常数/Fm-1(106Hz)介电损耗因数(106Hz)介电强度/kVmm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.000535
29、5.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物,具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液,如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等),即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。PE在室温下不溶于任何溶剂,但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高,PE结晶逐渐被破坏,大分子与溶剂的作用增强,当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于60的苯中,HDPE能溶于8090的苯中,超过100后二者均可溶于甲苯、三氯乙烯、四氢萘、十氢萘、石油醚、矿
30、物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水、脂肪族醇、丙酮、乙醚、甘油和植物油中。PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化,具体表现为伸长率和耐寒性降低,力学性能和电性能下降,并逐渐变脆、产生裂纹,最终丧失使用性能。为了防止PE的氧化降解,便于贮存、加工和应用,一般使用的PE原料在合成过程中已加入了稳定剂,可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能,可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。6.卫生性PE分子链主要由碳、氢构成,本身毒性极低,但为了改善PE性能,在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂,可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用无毒助剂,且用量极
31、少,一般树脂不会受到污染。PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀,PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中,因此,长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味,影响食用效果。1.1.2聚乙烯的分类聚乙烯的生产方法不同,其密度及熔体流动速率也不同。按密度大小主要分为低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)。其中线性低密度聚乙烯属于低密度聚乙烯中的一种,是工业上常用的聚乙烯,其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。按相对分子质量可分为低相对分子质量聚乙烯、普通相对分子质量聚乙烯、超高相对分子质量聚乙烯。
32、按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯。1.低密度聚乙烯英文名称: Low density polyethylene,简称LDPE低密度聚乙烯,又称高压聚乙烯。无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒,密度0.9100.925g/cm3,质轻,柔性,具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70),但力学强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整,结晶度较低(55%65%),熔点105115。LDPE可采用热塑性成型加工的各种成型工艺,如注射、挤出、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等,成型加工性好。主要用作农膜、工业
33、用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、吹塑中空成型制品、涂层和人造革等。2.高密度聚乙烯英文名称:High Density Polyethylene,简称HDPE高密度聚乙烯,又称低压聚乙烯。无毒、无味、无臭,白色颗粒,分子为线型结构,很少有支化现象,是典型的结晶高聚物。力学性能均优于低密度聚乙烯,熔点比低密度聚乙烯高,约125137,其脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100-70,密度为0.9410.960g/cm3。常温下不溶于一般溶剂,但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀,在70以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能
34、耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小,具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,介电性能、耐环境应力开裂性亦较好。HDPE可采用注射、挤出、吹塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。3.线性低密度聚乙烯英文名称:Linear Low Density Polyethylene,简称LLDPE线形低密度聚乙烯被认为是“第三代聚乙烯”的新品种,是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下,经高压或低压聚合而成的一种共聚物,为无毒、无味、无臭的乳白色颗
35、粒,密度0.9180.935g/cm3。与LDPE相比,具有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点,且软化温度和熔融温度较高,还具有良好的耐环境应力开裂性,耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。LLDPE可通过注射、挤出、吹塑等成型方法生产农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。由于不存在长支链,LLDPE的 6570用于制作薄膜。4.中密度聚乙烯英文名称:Medium density polyethylene,简称MDPE中密度聚乙烯是在合成过程中用-烯烃共聚,控制密度而成。MDPE的密度为0.9260.953g/cm3,结晶度为7080,平均相
36、对分子质量为20万,拉伸强度为824MPa,断裂伸长率为5060,熔融温度126135,熔体流动速率为0.135g10min,热变形温度(0.46MPa)4974。MDPE最突出的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性。MDPE可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法,生产工艺参数与HDPE和LDPF相似,常用于管材、薄膜、中空容器等。5.超高相对分子质量聚乙烯英文名称:ultra-high molecular weight polyethylene,简称UHMWPE超高相对分子质量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨,是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。其相对分子质量达到
37、300600万,密度0.9360.964g/cm3,热变形温度(0.46MPa)85,熔点130136。UHMWPE因相对分子质量高而具有其他塑料无可比拟的优异性能,如耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能,广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业、农业、化工及体育运动器械等领域,其中以大型包装容器和管道的应用最为广泛。另外,由于超高相对分子质量聚乙烯优异的生理惰性,已作为心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节等在临床医学上使用,而且,超高相对分子质量聚乙烯耐低温性能优异,在-40时仍具有较高的冲击强度,甚至可在-269下使用。超高相对分子质量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲车辆的壳体、雷达
38、的防护罩壳、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相对分子质量聚乙烯熔融状态的粘度高达108Pas,流动性极差,其熔体流动速率几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来,通过对普通加工设备的改造,已使超高相对分子质量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。6.茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂,其相对分子质量分布窄,分子链结构和组成分布均一,具有优异的力学性能和光学性能,已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等。1.1.3聚乙烯的成型加工PE的熔体粘度比PVC低,流动性能好,不需加入增塑剂已具有很好
39、的成型加工性能。前文已介绍了各类聚乙烯可采用的成型加工方法,下面主要介绍在成型过程中应注意的几个问题。聚乙烯属于结晶性塑料,吸湿小,成型前不需充分干燥,熔体流动性极好,流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分。不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大。注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形。PE的热容量较大,但成型加工温度却较低,成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180左右, HDPE在220左右,最高成型加工温度一般不超过280。熔融状态下,PE具有氧化倾向,因而,成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。PE的熔体粘
40、度对剪切速率敏感,随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率超过临界值后,易出现熔体破裂等流动缺陷。制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却,应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致,以免产生内应力,降低制品的力学性能。收缩范围和收缩值大(一般成型收缩率为1.55.0),方向性明显,易变形翘曲,冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统。软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模。1.1.4聚乙烯的改性聚乙烯属非极性聚合物,与无机物、极性高分子相容性弱,因此其功能性较差,采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘接性、生物相容性等性质。常用的改性方法包括物理改性和
41、化学改性。1.物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法。常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性。(1)增强改性 增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性。加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等。自增强改性也属于增强改性的一种。自增强改性。所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法,使得材料内部组织形成伸直链晶体,材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列,材料的宏观强度得到大幅度提高,同时分子链有序排列将使结晶度提高,从而使材料的强度进一步提高,由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同,因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问
42、题。如采用超高相对分子质量聚乙烯(UHMPE)纤维增强LDPE,在加热加压成型的条件下,可以形成良好的界面,最大限度发挥基体和纤维的强度。纤维增强改性。纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用。如采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备的PELGF复合材料,当LGF加入量为3O(质量分数)、长度约为35mm时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5MPa和52kJm。晶须改性。晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的力学性能,包括短期力学性能及耐长期蠕变性能。晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘接,同时刚性的晶须则能
43、够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高。纳米粒子增强改性。少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用。如将表面处理过的纳米SiO2粒子填充mLLDPE-LDPE,SiO2纳米粒子均匀分散于基材中,与基材形成牢固的界面结合,当填充质量分数为2时,拉伸强度、断裂伸长率分别提高了13.7MPa和174.9。(2)共混改性 共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘接性、高速加工性等各种缺陷,使其具有较好的综合性能。共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物,如塑料类、弹性体类等聚合物,以及不同种类的PE之间进行共混。PE系列的共混改性。单一组分的PE往往很难满足加工要求,而通过不同
44、种类PE之间的共混改性可以获得性能优良的PE材料。如通过LDPE与LLDPE共混,解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等助剂造成力学性能急剧降低的问题;LLDPE与HDPE共混后可以提高产品的综合性能。PE与弹性体的共混改性。弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用,因此与PE共混后,既能保持PE的原有性能,同时也可以制备出具有综合优良性能的PE。如LDPE-聚烯烃弹性体(POE)共混物,当POE的质量分数为3O时,共混体系的拉伸强度达到最大值,为21.5 MPa。PE与塑料的共混改性。聚乙烯具有良好的韧性,但制品的强度和模量较低,与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能。但
45、PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因,因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能。(3)填充改性 填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料,一方面可以降低成本达到增重的目的,另一方面可提高PE的功能性,如电性能、阻燃性能等,但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响。无论是无机填料还是有机填料,填料与PE基体的相容性和界面粘接强度是PE填充改性必须面临的问题,而PE是非极性化合物,与填料相容性差,因此,必须对填料进行表面处理。填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理,在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层,起“分子桥”的作用,使填料与基体树脂间
46、形成一个良好的粘接界面。常用的填料表面处理技术有:表面活性剂或偶联剂处理技术、低温等离子体技术、聚合填充技术和原位乳液聚合技术等。PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料,不仅可以改善PE的性能,同时也具有十分重要的健康环保意义。2.化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法。其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其他链节和功能基团,由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘接性能等。(1)接枝改性 接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到PE主链上的一种改性方法。接枝改性后的PE不但保持了其原有特性,同时又增加了其新的功能。常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚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、辐射接枝法、光接枝法等。(2)共聚改性 共聚改性是指通过共聚反应将其他大分子链或官能团引入到PE分子链中,从而改变PE的基本性能。主要改性品种有乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、
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