王 玉，吕 珂

(1.南京市市政设计研究院有限责任公司，江苏 南京 210000；2.武汉理工大学，湖北 武汉 430000)

1 聚乙烯(PE)材料

1.1 基本特征

聚乙烯(PE)在分子结构上属于一种半晶质状聚合物，由各长链状的单体分子聚合而成。随着PE树脂内分子的链条长度和分支数量发生变化，树脂各种性能也会随之不同。PE是聚烯烃类家族的分支之一，具有聚烯烃产品的各种特征，如低吸水性、中度偏低的气体渗透性、良好的韧性、易弯曲性(低温时)以及低的熔点等。

密度是PE材料的重要指标之一，PE管也是根据密度的不同进行划分的。密度对性能的影响有些是正面的，随着密度的增加，抗拉强度、刚度和硬度等会随之增强；但有些是反面的，随着密度的增加，抗压强度、应力裂纹阻力和渗透性会随之降低。根据GB/T 1845.1—2016《塑料聚乙烯(PE)模塑和挤出材料第1部分：命名系统和分类基础》，试样在23℃±2℃条件下，当测定密度超过911kg/m3，且不超过925kg/m3时，聚乙烯称为低密度聚乙烯(LDPE)；当测定密度超过925kg/m3，且不超过940kg/m3时，聚乙烯称为中密度聚乙烯(MD PE)；当测定密度超过940kg/m3时，聚乙烯称为高密度聚乙烯(HDPE)。工程实践显示，当材料密度在940～955kg/m3范围内，大多数管道工程展示了较高的运行效果，所以建设单位一般会选择HPDE，考虑工艺和成本等因素，不会要求更高的密度的管材。在PE管生产过程中，炭黑添加剂对树脂密度有着适度的影响，当炭黑含量在2.0%～3.0%时会造成密度9～13kg/m3的增加，而着色剂对密度的影响微乎其微。

1.2 机械性能

作为另一个重要特征，PE属于粘弹性结构材料，结合了弹性与粘性两种特点于一体，一方面，在较小的荷载作用下，PE试样反应呈现弹簧状的弹性方式，符合胡克定律；……