[发明专利]表面活性剂组合物及其应用和点载荷性能的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂组合物，该表面活性剂组合物在耐环境应力开裂性能评价试验和耐慢速裂纹增长性能评价试验中的应用，以及使用该表面活性剂组合物的点载荷性能评价方法。

背景技术

聚乙烯在各种环境因素和应力条件的协同作用下易于发生开裂，即环境应力开裂。聚乙烯是一类对环境应力开裂极为敏感的材料，这类开裂通常决定聚乙烯制品的使用寿命。因此评价聚乙烯树脂及其产品的应力开裂性能尤为重要，也是开发具有优异的耐环境应力开裂性能聚乙烯树脂的重要研究课题。聚乙烯树脂被广泛用于塑料管材、片材、膜、中空制品等领域，这些制品在应用中所承受的应力远小于屈服强度，表现出慢速裂纹增长。对聚乙烯树脂及其制品的环境应力开裂、慢速裂纹增长性能的评价方法众多，而且很多方法已经形成了国家标准和国际标准，被各种牌号树脂开发商以及树脂应用商在开发和质量控制中所采用。比如，GB/T 1842和ASTM D 1693通过对聚乙烯树脂压片后，引入刻痕缺陷在一定的应力和环境条件下来评价聚乙烯树脂的应力开裂性能；ASTM D 5397通常被用来在溶液中恒定应力拉伸来判定聚乙烯土工膜的环境应力开裂性能能。聚乙烯瓶等中空制品的环境应力开裂性能也十分重要，其评价方法有ASTM D 2561。评价聚乙烯管材专用树脂及其管材的慢速裂纹增长性能的方法也有多种，包括ISO 16770的全缺口拉伸蠕变试验，ASTM D 2136的恒定载荷切口拉伸试验，ISO 13479和GB/T18476的切口管材试验，ISO 13480和GB/T 19279的锥体试验，以及点载荷试验方法。评价塑料管材承受点载荷慢速裂纹增长性能的常见方法有钢球压入加载法，见文献《Minimum service-life of buried polyethylene pipes withoutsand-embedding》（Hessel，3R international，2001，40，第178-184页和第360-366页）和文献《Long-Term Point Loads Testing with Plastic Pipes》（Conference Paper Plastic Pipes XI，Munich，德国，2001）。

在上述耐环境应力开裂性能评价试验和耐慢速裂纹增长性能评价试验中，绝大部分都是在环境溶液中进行的，其所用的溶液通常为一定浓度的表面活性剂溶液。表面活性剂溶液能够浸润裂纹表面，降低表面能，从而有利于裂纹的扩展与增长，从而加速慢速裂纹性能评价。

现有的聚乙烯管材专用料经过第一代PE63、第二代PE80发展到第三代的双峰分布PE100，以及最近几年最新的PE100RC树脂，其耐慢速裂纹增长性能飞速增长。已有标准方法所采用的表面活性剂大多为烷基酚聚氧乙烯醚类的非离子表面活性剂，即使在这类表面活性剂的作用下，采用全切口蠕变试验（FNCT）对现有的PE100树脂的评价时间超过1000小时，对PE100RC树脂的耐慢速裂纹性能评价时间超过1年。由此可见，评价现有的PE100树脂的耐环境应力开裂性能和耐慢速裂纹增长性能是非常费时，也十分昂贵，对聚乙烯树脂开发和聚乙烯制品性能质量控制是一个非常大的挑战。因此，需要开发新的试验方法和寻找更好的表面活性剂溶液，进行耐环境应力开裂性能和耐慢速裂纹增长性能的评价试验。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的耐环境应力开裂性能和耐慢速裂纹增长性能的评价试验比较费时的缺陷，提供一种表面活性剂组合物以及该表面活性剂在耐环境应力开裂性能评价试验和耐慢速裂纹增长性能评价试验中的应用。

本发明提供了一种表面活性剂组合物，其中，该组合物含有壬基酚聚氧乙烯醚和阴离子表面活性剂。

本发明还提供了所述表面活性剂组合物在耐环境应力开裂性能评价试验中的应用。

本发明还提供了所述表面活性剂组合物在耐慢速裂纹增长性能评价试验中的应用。

本发明还提供了一种点载荷性能的评价方法，该方法包括以下步骤：（1）在塑料管材的外壁上形成缺口，所述缺口的深度小于所述塑料管材的壁厚；（2）在形成有所述缺口的塑料管材内充满第一液体，并将塑料管材的两端封闭，得到待检测的塑料管材样品；（3）将所述待检测的塑料管材样品放置在可封闭的容器中，并向所述可封闭的容器内充满第二液体，然后将所述可封闭的容器封闭，并进行静液压试验；其中，所述第一液体和所述第二液体中的至少一个为表面活性剂溶液，所述表面活性剂溶液含有本发明提供的所述表面活性剂组合物。