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电晕极化提高油气管道3PE补口搭接区粘结强度的机理

孙玉伟 , 赵勇强 , 傅骏雄 , 晏利君 , 王涛 , 李海坤

材料保护

对3PE(3层结构的聚乙烯)防腐蚀层聚乙烯表面进行电晕极化可以提高其粘接强度,为了解其改善机理,采用X射线光电子能谱仪分析3PE防腐蚀层电晕极化后的结构;采用差热扫描量热仪模拟PE表面羧基与环氧的缩合反应.采用热水浸泡研究了电晕极化前后聚乙烯的粘结效果.结果表明:通过电晕极化,聚乙烯表面生成了羧基、羟基等极性官能团,其中C,O,N元素的含量分别(原子分数)为75.8%,20.7%,3.5%,在含O官能团中,COH,C=O,CO(OH)所占比例(原子分数)分别为48.3%,20.8%,30.9%;羧基与环氧160℃开始发生反应,在235℃时可达到反应放热峰值;90℃热水浸泡7d后,未电晕极化聚乙烯的粘结完全失效,环氧涂层出现部分脱落,而电晕极化聚乙烯的粘结强度仍保持7 MPa以上.

关键词: 补口 , 电晕极化 , 聚乙烯 , 化学粘结 , 热水浸泡 , 粘结强度 , 机理

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