内镶贴片式薄壁滴灌带生产工艺研究

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内镶贴片式薄壁滴灌带生产工艺研究

田一Ｊ、红

（甘肃大禹节水股份有限公司，甘肃酒泉７３５００９）

摘要：内镶贴片式薄壁滴灌带性能优异，相对于厚壁滴灌带价格便宜，有效降低了滴灌系统的运行成本。但薄壁滴灌带

由于生产工艺要求严格，工艺控制对产品的性能影响较大，直接影响着滴灌系统的质量和推广应用。因此，着重研究了生产

工艺对薄壁滴灌带产品质量和性能的影响。

关键词：滴灌带；聚乙烯；工艺；性能１实验材料及设备

１．１主要原料

高密度聚乙烯，由独山子石化或燕山石化、茂名石化生产；低密度聚乙烯，由兰州石化、齐鲁石化或俄罗斯生产；线性低密度聚乙烯，由独山子石化或兰州石化生产；黑色聚乙烯色母料，美国或韩国进口；壬基酚聚氧乙烯醚，淄博海杰化工有限公司生产。１．２试验设备与测试仪器

内镶扁平滴头滴灌管（带）生产机组，西班牙；塑料干燥混合机，张家港市松本塑胶机械有限公司；电子万能试验机，ＡＧ一２０１，日本岛津公司；滴灌带耐水压试验装置，自制；耐环境应力开裂试验装置，自制。１．３样品制备

开启干燥混合机前，应将混料斗内各部位粘的碎料末清理干净，并将烘干温度设定为８０℃，待温度升至８０℃后再启动；按生产成熟配方比例，称量高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、黑色聚乙烯色母料，将称量好的各种料倒人混合机中，干燥混合１５—２０ｍｉｎ后放出；将干燥混合均匀的料加入滴灌带生产机组中，在不同的生产工艺条件下生产规格为巾１６×ｅ０．１８ｍｍ滴灌带，而后对其进行检验测试。

１．４性能测试项目

１．４．１拉伸强度测试

拉伸强度测试参照标准ＧＢ／Ｔ５２８—１９９８进行，用Ｅｌ本岛津公司生产的ＡＧ一２０１型电子万能试验机，拉伸速率为６０ｍｎｄｍｉｎ。

１．４．２耐环境应力开裂性能测试

将试样侧边涂上自制的壬基酚聚氧乙烯醚活性溶液，放入专用实验夹具中加紧，放入烘箱中在５０±２℃下恒温，每隔２４ｈ取出试样，观察试样的表面是否出现可见裂纹，尤其是被折叠部位，应展开仔细观察。１．４．３耐水压性能（爆破压，下同）测试

抽取至少８ｍ的试样，安装在滴灌带耐水压试验台支架上，堵上末端。开启水泵，待其运行稳定后，慢慢开

万方数据

启进水阀（观察压力表，压力不得超过０．１０Ｍｐａ），向试样内充水，排尽滴灌带内空气后，在２０～３０ｓ内加压至试样破裂，读取试样破裂时的压力值为试验结果。２结果与讨论

２．１

生产工艺对滴灌带表观质量的影响

滴灌带的表观质量随挤出机温度、生产速度、冷却

水温度（定型箱水温，下同）及冷却水环水流量等工艺参数的影响十分明显。

２．１．１温度对表观质量的影响

试验表明：随着挤出温度的升高，聚合物链段的活动能力增强，分子间相互作用力减弱，致使聚合物的流动性增大，物料的加工性提高，但是当挤出温度过高时，对于温度敏感性较差的聚乙烯，即使温度升高１００

ｏＣ，

其表观黏度的下降也不到一个数量级，而过高的温度会造成能耗的增加，资源的浪费。但过低的温度，也会使物料不能良好塑化，塑化不均匀，挤出物料容易形成鲨鱼皮、冷斑等缺陷；且在过低的温度下，物料表观黏度较大，塑化扭矩较大，会加重挤出机螺杆负荷，增加了能耗的同时加大了对设备的磨损，减少挤出设备的使用寿命。经试验确定，通常情况下生产薄壁滴灌带，挤出机各段温度范围设定如表１。

表１挤出机各段温度设定范围

温度段，℃一段

二段

二段

四段

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塑＝巡巡＝礁箜＝趔

：

２．１．２生产速度对滴灌带表观质量的影响

生产速度要与挤出机的挤出量、螺杆转速、冷却水环水流量及冷却水温度相匹配，方能生产出优质的产品。试验表明：生产速度太低，物料在料筒中停留时间过长，物料表观黏度降低，熔体强度过低，一则容易断管，成品率降低，二则对滴灌带壁厚均匀度的控制造成一定的影响，容易造成壁厚偏差大等质量缺陷；而且过低的生产速度，降低了生产效率，增加了生产成本。生产速度过高，会出现物料塑化不良，且受到挤出机挤出量的制约，当挤出量接近设备的最大允许挤出量时，会

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岛国

产生挤出量不稳定，从而造成滴灌带壁厚不均匀，容易出现针眼、烂洞等质量问题，并容易造成断管，影响成品率，同时，设备长时间满负荷运转会大大减少其使用寿命。

２．１．３冷却水环水流量和冷却水温度对滴灌带表观质量的影响

定型套中冷却水量各部位不均匀，会使滴灌带表面形成细小的收缩麻点；定型套冷却水量过小，在真空的作用下易漏气，导致壁厚不均匀，表面光泽度不均匀；冷却水量过大则容易断管，且水滴飞溅到机头口模上，导致口模温度不均匀，致使滴灌带表面易出现鲨鱼皮、光泽不均等质量问题。

２．２生产工艺对滴灌带纵向拉伸强度的影响

在选定原料及配方条件下，滴灌带纵向拉伸强度的影响主要体现在挤出机温度和冷却速度两方面。２．２．１挤出温度对纵向拉伸强度的影响

挤出温度低则物料塑化不良，在产品中容易形成缺陷而影响纵向拉伸强度，随着温度的升高，产品纵向拉伸强度随着提高，原因是温度升高有利于聚乙烯组分的充分混合，提高体系的塑化度，从而使体系力学性能提高；当温度升高到一定程度后其纵向拉伸强度趋于一个定值，而温度继续升高，其纵向拉伸强度反而下降，因为过高的温度会导致物料的降解，从而其拉伸强度有所下降。如表２所示，随着挤出温度的升高，其最大拉伸负荷及最大拉伸强度呈现先增后降的趋势。

表２挤出温度对滴灌带纵向拉伸强度的影响

温度设定，℃

最大拉伸负衙／Ｎ

最大拉伸强度，ｒＮｐａ

断裂伸长率，％

１８０～２４５

１５０．２０１４６１．６０

１９０—２５５

１６４．２０１８．８０１２４．３０２００一２６５１９０２１．４０１００

２００—２７５１９８．９０１９．１０１０９．２０

２００—２８５１７７．２０１７．６０１１８．２０２ｌＯ一２９０

１６１．４０

１７．２０

１０２．４０

２．２．２冷却速度对纵向拉伸强度的影响

如图ｌ所示，为规格由１６×ｅＯ．１８ｒａｍ的滴灌带在生产速度为１１０ｍ／ｍｉｎ时不同冷却水温度下的纵向拉伸性能。由图ｌ—ａ）可见，当冷却水温度在２０℃以下时，滴灌

带纵向拉伸强度有缓慢增大的趋势，分析是因为在较快

的生产速度下，挤出物料呈现高度的纵向拉伸取向，而在较低的冷却水中聚乙烯形成的球晶小而多，结晶程度较低，故而其纵向拉伸强度不高；随着温度的升高聚乙烯球晶可以充分生长，可以达到适宜的结晶度，从而使其有所升高；而超过２０℃时明显下降，从而滴灌带纵向拉伸强度明显降低，而横向拉伸会不断提高，从图１＿ｂ）

９农业科技５怯是

万方数据

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也可看出，随着冷却水温的升高其断裂伸长率随之升高，说明冷却水温的升高降低了挤出物料的取向度。因此，当冷却水温在２０℃附近时滴灌带纵向拉伸强度及‘

断裂伸长率最为适合。

图１冷却水温度对滴灌带纵向拉伸性能的影响

ａ泣伸强度

ｂ）断裂伸长率

２．３生产工艺对滴灌带耐环境应力开裂性能的影响

实验及应用表明，聚乙烯是对环境应力开裂极为敏感的材料，然而滴灌带主要原料便是聚乙烯。当滴灌带在长期承受内压和环境因素影响情况下发生的应力开裂现象，将直接影响着滴灌带的使用寿命和性能。无论聚乙烯本身还是滴灌带生产过程中引起的任何变化，都会通过滴灌带耐环境应力开裂性能的改变反映出来。而国标ＧＢ厂ｒ１９８１２［１］．３—２００８对薄壁滴灌带的耐环境应力开裂性能没有规定，经应用证明应力开裂性能也是影响滴灌带使用寿命的一项重要指标，若按滴灌管规定的检验方法和结果评定，是很难确定此性能是否合格，所以必须重视滴灌带应力开裂性能的改进。

经反复试验确定一定比例的高压、低压聚乙烯的混合料性能可满足滴灌带耐环境应力开裂性能，但因外界因素的应力作用，如成型过程中因热骤变在聚乙烯晶态和非晶态的边缘产生内应力，以及在使用过程中受到的应力作用，都会使球晶面及径向引起开裂。另外因某些环境介质的作用，如热、氧、溶剂及表面活性剂等物质的作用，降低了聚乙烯表面能量，从而使制品出现开裂现象。滴灌带在挤出成型过程中，挤出机温度过高，聚乙烯易受破坏，所以产品耐环境应力开裂性能就会变差。滴灌带成型时，冷却速度将影响到聚乙烯的结晶状态，所以应严格控制。当冷却速度适中时，可使滴灌带内壁生成结晶度高的聚集态，对滴灌带其它性能及耐环境应力开裂性能均有利。当然，在滴灌带生产中，牵引速度应与挤出速度相协调。表３为其他工艺相同时不同冷却水温下生产的滴灌带耐环境应力开裂实验结果，由表３可见，滴灌带耐环境应力开裂性能随冷

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小区草坪的种植与管理

张炜炜，高振

（礼县盐官动物检疫站，甘肃陇南７４１００３）

摘要：介绍草坪的种植和养护管理。关键词：小区草坪；冷季型草；种植；管理

随着人们生活水平的提高，对住宅环境的要求也提高了。草坪已成为现代小区建设的重要组成部分。那么草坪怎样种植和管理呢？－１草坪的种植１．１选草种及播种量

西北地区适合冷季型草，如匍匐翦股颖、细弱翦股颖、草地早熟禾、早熟禾、细羊茅、高羊茅和多年生黑麦草等。可以用不同的草种混合播种或同一草种的不同品种混合播种，例如：２／３草地早熟禾＋１／３高羊茅，或者２／３草地早熟禾＋１／３黑麦草。单播时早熟禾为１０—１２９／ｍ２，黑麦草为３０一４０９／ｍ２，混播时以此量计算，然后充分混匀播种。１．２整地

建植前要求土地非常平整，黏重土壤和含沙量高的土壤必须改良。根据测试结果调节土壤的ｐＨ值，使ｐＨ却水温的升高而提高。

表３

冷却水温度对滴灌带耐环境应力开裂性能的影响

１０７

１５２３

２０

一

值在６～６．５０之间。整地的同时，施足底肥，可用腐熟的有机肥，也可用二铵５９／ｍ：，氯化钾５９／ｍｚ。整地时还要建立良好的排灌系统。１．３种子处理

播种前要进行拌种或种子包衣，地下害虫较多的地区必须用种子量０．２０％的杀虫剂（０．２０％杀毒矾或甲基立枯灵）拌种。１．４播种

一般在春季４月份或秋季８。９月份播种，秋季较好，可以通过草坪的正常出苗来控制杂草的生长，消除杂革的危害。播种时把准备好的种子撒在表土相对较硬的土壤上。为使播种均匀，可以把种子平均分成两份，分别沿不同方向播种，比如一半沿东西方向，一半沿南北方向。防止过深，然后用混土器进行混土，深度为０．５０ｃｍ左右，再用镇压器压实，使种子与土壤紧密结合。为满足种能的影响，在相同的加ｊＴ：温度下，随着冷却速度的加快，其耐静水压性能随之下降，因为滴灌带在挤出成型中被

冷却水温度／℃出现开裂时间，ｄ

２５

一

３０５ｌ

３５

高度轴向拉伸取向，而较高的冷却速度则使高度取向的大分子链段尚未来得及回缩便已冷却定型，高度的轴向取向度定会降低环向的强度，从而降低了耐静水压性能。３结论

３．１

４８

注：表中６６—９９表示试样在２月内均无出现开裂现象。２．４生产工艺对滴灌带耐静水压性能的影响

凡影响滴灌带表观质量和可能造成滴灌带内部缺陷的因素都会影响滴灌带耐静水压性能。过高的加工温度会导致较高的取向度，虽在一定程度上提高了其纵向拉伸强度，同时也降低了其耐静水压性能。

薄壁滴灌带的生产应针对不同的生产设备、原料配

方、产品规格，试验确定最佳工艺。

３．２当生产速度控制在ｌ１０ｎｄｍｉｎ时，对其他Ｔ艺设定一般要求为：挤出机料筒温度控制在２００—２５５ｏＣ，模具温度控制在２２０—２８０℃，冷却温度控制在２０一２５℃，冷却水环各部位应保持出水量均匀。

３．３在３．２要求的一Ｉ：艺条件下：可有效确保薄壁滴灌带表观质量；使滴灌带纵向拉伸强度提高２０％左右；断裂伸长率、耐静水压性能达最佳值，达到ＧＢ／Ｔ１９８１２［１］３—２００８标准要求；使滴灌带耐环境应力开裂性能优良。

参考文献

＿Ｉ

图２冷却水温度对滴灌带耐水压性能的影响

１１】王栋．内罐扁平紊流压力补偿式滴奂的研翻Ⅱ１．节术灌溉。２００７．１：３６－３７．

ｆ２ｌ镌祝平缩著塑料挤出成型工艺与制品饿陷处理ｆＭｌ北京：化学工业出版社，２００３，２２－２９．

如图２所示为冷却水温度对滴灌带耐静水静压性

农业斜技５怯囊囝

万方数据

内镶贴片式薄壁滴灌带生产工艺研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

田小红

甘肃大禹节水股份有限公司,甘肃酒泉,735009

农业科技与信息

INFORMATION OF AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY2010，""(4)0次

参考文献(2条)

1. 王栋 内镶扁平紊流压力补偿式滴头的研制[期刊论文]-节水灌溉 2007(1)2. 姚祝平 塑料挤出成型工艺与制品缺陷处理 2003

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随着塑料工业的不断发展,聚乙烯材料在农业中应用的也越来越广泛.本文以聚乙烯滴灌带为例,采用自然老化与紫外线人工加速老化试验、外观观测和力学性能测试相结合的研究方法,在积累大量老化试验数据的基础上,探索塑料等高分子材料在灌溉过程中自然老化的主要环境影响因素、规律和机理,并分析探求人工加速老化与自然老化试验两者的相关关系,进而推测滴灌带的实际使用寿命.

2.学位论文 杨书君 聚乙烯滴灌带老化试验研究 2007

滴灌是一种先进的灌溉技术，面对水资源日益匮乏的发展态势，大力推广滴灌技术势在必行。但此举又会受到很多因素的制约。其中一个主要原因是由于滴灌系统中用量最大的滴灌带（管）在自然暴露环境中易老化失效，而频繁更换滴灌带不仅费时费工，还会造成灌溉运行成本过高。这对我国北方缺水严重、且生活还比较贫困的广大农民来说，实在难以承受。因此，围绕滴灌带的老化问题开展研究是一个亟待解决的命题。

本文主要通过在中国水利水电科学研究院北京大兴试验基地对聚乙烯滴灌带进行的自然老化试验和人工加速老化（模拟太阳光和昼夜温差）试验，分析研究聚乙烯滴灌带的力学性能随老化时间的变化规律，进而获得两种试验相关性较好的人工加速试验条件。本文主要研究的内容和成果如下： （1）使用QUV加速老化仪，对聚乙烯滴灌带试样进行了4次不同条件下的人工加速老化试验，得出了三种试样的力学性能随时间的变化规律。 （2）通过对聚乙烯滴灌带10个月的自然老化试验，得出了力学性能随时间的变化规律。

（3）通过对聚乙烯滴灌带试样的人工加速老化试验与自然老化试验之间相关关系的分析，找到了更好的模拟聚乙烯滴灌带室外自然老化规律的人工加速老化试验条件。

（4）根据自然老化试验数据资料建立的拉伸强度保持率值和断裂伸长率保持率值随时间变化的拟合公式，预测出了聚乙烯滴灌带在其力学性能指标下降到70％时可在户外使用的时间为26～28个月。

（5）粗略地给出了QUV加速老化仪对聚乙烯滴灌带进行人工加速老化试验的加速倍率为8.0～8.7。

3.期刊论文 杨成德 回收聚乙烯(PE)再生料补强改性研究 -石河子科技2007,""(4)

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　　热塑性弹性体由于其综合了橡胶和塑料的特性，21世纪初期产量将进一步增长，用途和需求量也将大幅增加。其中，汽车工业将成为其最大用户，医疗制品、粘合剂等也具有较大的发展潜力。

　　汽车门板专用料 吉化公司研究院成功开发ABS合金汽车门板专用料。用ABS合金材料生产的轿车门内基板、门框等部件，经在一汽集团公司“奥迪-100”轿车上应用和长春汽车材料研究所检测，其耐热性、耐候性、抗冲击性、耐磨性和减震、吸音效果等性能均能满足使用要求。

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　　真空双级全硬塑挤砖机 山东省新汶矿业集团公司研制的真空双级全硬塑挤砖机，从根本上解决了传统煤矸石制砖成型难、质量不稳定的问题，为我国煤矸石的综合利用提供了更加便利的条件。该真空双级全硬塑挤砖设备极大地提高了煤矸石制砖的效率和产品档次。利用这种设备制造的煤矸石、粉煤灰多孔承重砖、空心砖的密度、强度、隔音、隔热等指标都大大优于传统粘土实心砖。

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足日益提高的性能和数量需求。特别是一些高性能的工程塑料，目前仍主要依赖国外进口。统计显示，自20世纪90年代中期起，我国每年进口工程塑料150万t左右，耗用外汇近20亿美元，且保持15％～20％的年增长速度。

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