CN103792132B - 表面活性剂组合物及其应用和点载荷性能的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表面活性剂组合物及其应用，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。本发明还涉及一种使用所述表面活性剂组合物评价塑料管材的点载荷性能的方法。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，使用本发明的所述表面活性剂组合物能够大大缩短评价时间。

Description

表面活性剂组合物及其应用和点载荷性能的评价方法

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。

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，与现有的评价试验中使用的表面活性剂相比，使用本发明的所述表面活性剂组合物能够大大缩短评价时间。本发明的所述表面活性剂组合物特别适合用于评价聚乙烯制品的耐环境应力开裂性能和耐慢速裂纹增长性能的试验中。

而且，在本发明的所述评价塑料管材的点载荷性能的方法中，首先在塑料管材的外壁引入一定形状的缺口，再在塑料管材内外施加不同的静液压，在内外静液压的作用下，能够直观模拟埋地管材的受力基本情况，同时在管材外壁的缺口处，由于局部几何缺陷的引入，获得局部应力集中，从而能够模拟真实情况中的点载荷作用。因此，采用本发明的所述方法评价塑料管材的点载荷性能是可行的。

而且，本发明提供的所述评价塑料管材的点载荷性能的方法可以显著缩短评价时间；而且，所述方法中各个环节以及操作参数都可以准确控制，人为影响因素较小，使得最终的试验结果可靠且分散性较小。

另外，根据本发明的所述方法对塑料管材的点载荷性能的评价结果可用于评价制备该塑料管材的树脂原料的质量的优劣。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是在本发明的所述点载荷性能的评价方法中，形成有缺口的塑料管材的示意图；

图2是在本发明的所述点载荷性能的评价方法中，塑料管材上的缺口的局部示意图；

图3是本发明的所述点载荷性能的评价方法的原理图；

图4是实施例13和对比例3的耐慢速裂纹增长椎体试验结果的图表。

具体实施方式

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。

在所述表面活性剂组合物中，相对于100重量份的所述壬基酚聚氧乙烯醚，所述阴离子表面活性剂的含量可以为0.01-2重量份，优选为0.03-0.8重量份，更优选为0.06-0.5重量份。

在所述表面活性剂组合物中，所述壬基酚聚氧乙烯醚的通式如式（1）所示，

式（1）

其中，n可以为2-15。

优选情况下，n为8-12，最优选为9、10或11。

所述壬基酚聚氧乙烯醚可以为市售的化学纯或分析纯的产品，对应的商品牌号例如可以为Arkopal N 100（其中，n为10）、Arkopal N 110（其中，n为11）或IgePal CO 630（其中，n为9）。

在所述表面活性剂组合物中，所述阴离子表面活性剂可以为常规的用作表面活性剂的长链烷基盐，如烷基链硫酸盐、烷基链磺酸盐、烷基链苯磺酸盐等。在优选情况下，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠和硬脂酸钠中的至少一种。

在本发明中，所述表面活性剂组合物通常以水溶液的形式使用。因此，在使用之前，通常将所述表面活性剂组合物溶解于去离子水中，制成表面活性剂溶液。所述表面活性剂溶液的浓度没有特别的限定，可以根据实际需要而确定。通常，所述表面活性剂溶液的浓度可以为1-10重量%。

本发明还提供了上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。所述耐环境应力开裂性能评价试验例如可以为全缺口蠕变拉伸试验、点载荷性能评价试验或恒定载荷切口拉伸试验。所述全缺口蠕变拉伸试验可以按照ISO 16770的方法实施，该方法中使用的试样可以通过将树脂压片裁剪至尺寸为100mm×10mm×10mm而得到。所述恒定载荷切口拉伸试验可以按照ASTM D 5397的方法实施，该方法中使用的试样可以为标准哑铃型样条。

本发明还提供了上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。所述耐慢速裂纹增长性能评价试验例如可以为切口管材耐慢速裂纹增长性能评价试验或耐慢速裂纹增长椎体试验。所述切口管材耐慢速裂纹增长性能评价试验可以按照GB/T 18476的方法实施，该方法中使用的试样的规格可以是外径（dn）为110mm，外径与壁厚之比（SDR）为11。所述耐慢速裂纹增长椎体试验可以按照GB/T 19279的方法实施，该方法中使用的试样的规格可以是dn为32mm，SDR为11。

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。

在步骤（1）中，在塑料管材的外壁上形成缺口的方法可以按照常规的方法实施，例如，可以采用钻头进行打孔，也可以采用铣刀进行机加工。

在步骤（1）中，所述塑料管材的尺寸没有特别的限定。然而，为了减小评价误差并保证本发明的所述方法便于实施，优选地，所述塑料管材的外径与壁厚之比（SDR）为4-40：1，更优选为5-20：1。所述塑料管材的长径比（即长度与外直径之比）可以为3-20：1，优选为5-10：1。

在所述点载荷性能的评价方法中，所述塑料管材的材质没有特别的限定，可以为市场上常见的用于燃气、给水等领域的管材或管道。所述塑料管材的材质例如可以为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚氯乙烯。

在步骤（1）中，在所述塑料管材的外壁上形成缺口的目的是为了获得局部应力集中，从而达到模拟点载荷作用的效果，因此，本发明的所述方法中只要保证所述缺口的深度小于所述塑料管材的壁厚即可达到该目的了。然而，为了减小评价误差，如图1和2所示，在形成有缺口的塑料管材中，所述缺口的深度（S1）与所述塑料管材的壁厚（S2）之比优选设置为1：1.1-5，更优选为1：1.25-3。

在所述点载荷性能的评价方法中，形成于所述塑料管材的外壁上的缺口的形状没有特别的限定，例如，可以为三棱锥、四棱锥、圆柱形、球冠形或圆锥形。然而，考虑到形成所述缺口的难易程度以及所述缺口对于模拟真实情况中的点载荷作用的可行性，所述缺口的形状最优选为圆锥形。当所述缺口为三棱锥、四棱锥或圆锥形时，所述三棱锥、四棱锥和圆锥形的锥尖指向所述塑料管材的内部。当所述缺口为圆锥形时，锥角可以为30-150°，优选为60-120°。

在所述点载荷性能的评价方法中，形成于所述塑料管材的外壁上的缺口可以为一个或者多个。当所述缺口为多个时，所述缺口的个数可以为2-10个，优选为2-5个。而且，当所述缺口为多个（例如3或4个）时，优选这些缺口均匀分布在同一圆周上。

在所述点载荷性能的评价方法中，所述缺口在所述塑料管材的外壁上的形成位置没有特别的限定，优选情况下，所述缺口形成于所述塑料管材的轴向的中间部分或者中间部分附近。而且，通常塑料管材的壁厚不是均匀的，在这种情况下，所述缺口优选形成于最小壁厚处。当所述塑料管材壁厚不均匀时，塑料管材试样的选取方法优选包括：在塑料管材上找到最小壁厚区域，接着以该最小壁厚区域为管段轴向的中心位置，截取所需长度的塑料管材，使得最小壁厚处形成的缺口在轴向上位于管段的中间部分或者中间部分附近。当所述塑料管材壁厚不均匀时，上述缺口的深度与塑料管材的壁厚之比是指缺口的深度与所述塑料管材的最小壁厚之比。

在所述点载荷性能的评价方法中，步骤（2）的目的是为了将塑料管材内充满所述第一液体，并且制备待检测的塑料管材样品。在一种实施方式中，步骤（2）的具体过程可以包括：首先将塑料管材的一端装上封头，接着向塑料管材内注入所述第一液体，当所述塑料管材内无法继续盛装液体时，将塑料管材的另一端装上封头，然后通过封头上的液压接口向所述塑料管材内继续注入所述第一液体，直至塑料管材完全充满。在另一种实施方式中，步骤（2）的具体过程可以包括：首先将塑料管材的两端分别装上封头，接着通过封头上的液压接口向所述塑料管材内注入所述第一液体，直至塑料管材完全充满。在上述两种实施方式中，装在塑料管材两端的两个封头可以为本领域常规使用的封头，优选情况下，所述两个封头中的一个设置有液压接口和排气孔。在静液压试验过程中，所述排气孔用于从排出塑料管材内的气体，所述液压接口用于对塑料管材内的所述第一液体施加静液压。

在所述点载荷性能的评价方法中，对于步骤（2）中的第一液体和步骤（3）中的第二液体，优选地，所述第一液体为所述表面活性剂溶液，所述第二液体为水。

对于所述表面活性剂溶液的浓度，本发明中没有特别的限定。由于当表面活性剂的浓度过低时，表面活性剂溶液对于加速静液压试验过程的效果不明显，而当表面活性剂的浓度达到一定浓度之后，继续提高浓度并不会对加速静液压试验过程起进一步改善作用，因此，所述表面活性剂溶液的浓度优选为0.5-10重量%，更优选为1-3重量%。

在步骤（3）中，所述静液压试验的具体的实施过程可以包括：对所述可封闭的容器（内部容纳有所述待检测的塑料管材样品以及第二液体）进行升温，待所述待检测的塑料管材样品的内外温度达到预定温度且稳定之后，分别对所述待检测的塑料管材样品的内部（即第一液体所在的空间）和外部（即第二液体所在的空间）分别施加静液压并排气，在所述待检测的塑料管材样品的内压和外压均达到预定压力之后，开始计时，直至塑料管材破坏，记录破坏时间。在所述点载荷性能的评价方法中，所述静液压试验的实施条件可以包括：温度为20-100℃，所述待检测的塑料管材样品的内压（也即第一液体的压力）为8-100bar，所述待检测的塑料管材样品的外压（也即第二液体的压力）为0-10bar。在优选情况下，当所述塑料管材的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯时，静液压的实施温度优选为80-95℃；当所述塑料管材的材质为聚氯乙烯时，静液压的实施温度优选为40-60℃。在本发明中，所述静液压的实施温度是指所述待检测的塑料管材样品的内部温度和外部温度。在具体的静液压试验过程中，所述待检测的塑料管材样品的内部温度和外部温度相同。

根据本发明的一种实施方式，如图3所示，所述点载荷性能的评价方法的具体实施过程可以包括：选取塑料管材，对该塑料管材的壁厚进行测量，找出最小壁厚区域，并以该最小壁厚区域为中心位置，截取所需长度的塑料管材；接着，在该最小壁厚区域形成缺口3；之后，将形成有缺口3的塑料管材的一端装上封头，接着向塑料管材内注入所述第一液体，当所述塑料管材内无法继续盛装液体时，将塑料管材的另一端装上封头，然后通过封头上的液压接口向所述塑料管材内继续注入所述第一液体，直至塑料管材完全充满，得到待检测的塑料管材样品1；之后，将所述待检测的塑料管材样品1放置在容器2中，并向容器2内充满所述第二液体，待容器2充满所述第二液体之后，将容器2封闭；然后，对容器2的内部进行升温，待所述待检测的塑料管材样品的内外温度达到预定温度且稳定之后，分别对所述待检测的塑料管材样品的内部（即第一液体所在的空间）施加内压IP并进行排气，对所述待检测的塑料管材样品的外部（即第二液体所在的空间）施加外压OP并进行排气，当所述待检测的塑料管材样品的内压IP和外压OP均达到预定压力之后，开始计时，直至塑料管材破坏，记录破坏时间。

根据本发明提供的所述点载荷性能的评价方法，可以实现对多种不同的塑料管材的点载荷性能进行评价和比较。具体的评价方法例如可以包括：选用相同规格的不同塑料管材；在各种塑料管材上分别形成相同的缺口，也即缺口的形状以及缺口深度与壁厚之比一致；接着在各种塑料管材中分别注入相同的液体（例如，都注入表面活性剂溶液），并将塑料管材两端封闭，得到评价样品；然后，将各个检测样品分别放置在可封闭的容器中，向各个容器中分别填充相同的液体（例如，都填充水），并将容器封闭，然后将各个容器调节至相同的温度，并对各个容器中的评价样品内外施加相同的静液压，进行静液压试验；最后，记录各个塑料管材的破坏时间。破坏时间越长，则表明相应的塑料管材的点载荷性能越好；反之，破坏时间越短，则表明相应的塑料管材的点载荷性能越差。

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

在以下实施例中，PE80管材购自山东胜邦塑胶有限公司；PE100管材购自沧州明珠塑料股份有限公司；PE100RC管材购自深圳亚大塑料制品有限公司。

Arkopal N 100表面活性剂购自Sigma-Aldrich公司；IgePal CO 630表面活性剂购自北京瑞达恒辉科技发展有限公司。

实施例1

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将2重量份的Arkopal N 100表面活性剂、0.1重量份的十二烷基苯磺酸钠和97.9重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A1。

实施例2

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将2重量份的Arkopal N 100表面活性剂、0.1重量份的十六烷基苯磺酸钠和97.9重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A2。

实施例3

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将2重量份的Arkopal N 100表面活性剂、0.05重量份的十二烷基磺酸钠和97.95重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A3。

实施例4

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将2重量份的Arkopal N 100表面活性剂、0.05重量份的十二烷基硫酸钠和97.95重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A4。

实施例5

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将4.9重量份的Arkopal N 100表面活性剂、0.1重量份的十二烷基磺酸钠和95.0重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A5。

实施例6

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将9.8重量份的IgePal CO 630表面活性剂、0.2重量份的十二烷基苯磺酸钠和90.0重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A6。

实施例7

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将1.9重量份的Arkopal N 100表面活性剂、0.08重量份的十六烷基苯磺酸钠和98.02重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A7。

实施例8

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物。

将1.9重量份的Arkopal N 100表面活性剂、0.12重量份的十二烷基磺酸钠和97.98重量份的去离子水混合，制成表面活性剂溶液A8。

实施例9

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物的应用。

使用所述表面活性剂溶液A1，根据ISO 16770:2004的方法，对PE100树脂进行全缺口蠕变拉伸试验，应力为4.0MPa。结果，经过418小时，试样破坏。

对比例1

根据实施例9的方法进行试验，所不同的是，使用相同浓度的Arkopal N100表面活性剂溶液代替所述表面活性剂溶液A1。结果，经过975小时，试样破坏。

通过将实施例9与对比例1进行比较可以看出，使用本发明的所述表面活性剂组合物可以显著缩短全缺口蠕变拉伸试验的试验时间。

实施例10

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物的应用。

根据实施例9的方法进行试验，所不同的是，使用所述表面活性剂溶液A2代替所述表面活性剂溶液A1。结果，经过429小时，试样破坏。

实施例11

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物的应用。

使用所述表面活性剂溶液A3，根据GB/T 18476-2001的方法，对PE100树脂进行切口管材耐慢速裂纹增长性能评价试验，在80℃、0.92MPa液压下，经过181小时，试样破坏。

对比例2

根据实施例11的方法进行试验，所不同的是，使用相同浓度的ArkopalN 100表面活性剂溶液代替所述表面活性剂溶液A3。结果，经过592小时，试样破坏。

通过将实施例11与对比例2进行比较可以看出，使用本发明的所述表面活性剂组合物可以显著缩短耐慢速裂纹增长性能评价试验的试验时间。

实施例12

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物的应用。

使用所述表面活性剂溶液A4，根据GB/T 18476-2001的方法，对PE100树脂进行切口管材耐慢速裂纹增长性能评价试验，在80℃、0.92MPa液压下，经过207小时，试样破坏。

实施例13

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物的应用。

使用所述表面活性剂溶液A5，根据GB/T 19279-2003的方法，分别对PE100管材和PE80管材进行耐慢速裂纹增长椎体试验，试验温度为80℃，裂纹增长数据如表1和图4所示。

对比例3

根据实施例13的方法分别对PE100管材和PE80管材进行试验，所不同的是，使用相同浓度的Arkopal N 100表面活性剂溶液代替所述表面活性剂溶液A5，裂纹增长数据如表1和图4所示。

表1

由图4和表1可以看出，在进行耐慢速裂纹增长椎体试验的过程中，使用本发明的所述表面活性剂组合物，聚乙烯管材的裂纹增长速率明显较快，从而能够显著提高试验效率，缩短试验时间。

实施例14

本实施例用于说明本发明的所述表面活性剂组合物的应用。

使用所述表面活性剂溶液A6，根据ASTM D 5397-2007的方法，分别对PE100树脂进行恒定载荷切口拉伸试验，试验温度为50℃。结果，经过320小时，试样破坏。

对比例4

根据实施例14的方法进行试验，所不同的是，使用相同浓度的IgePal CO630表面活性剂溶液代替所述表面活性剂溶液A6。结果，经过858小时，试样破坏。

通过将实施例14与对比例4进行比较可以看出，使用本发明的所述表面活性剂组合物可以显著缩短恒定载荷切口拉伸试验的试验时间。

实施例15

本实施例用于说明本发明的所述点载荷性能的评价方法。

试样：PE100管材，外径为110mm，最小壁厚为10.48mm，SDR为11，长度为700mm。

评价过程：

（1）将PE100管材在环境温度下放置24小时，接着用90°锥角、外径为12mm的麻花钻头在最小壁厚处打孔，形成深度为5.24mm、锥角为90°的圆锥形缺口，然后放置24小时。

（2）将形成有缺口的管材的一端装上封头，注入所述表面活性剂溶液A7，然后在该管材的另一端装上封头（该封头上具有一个液压接口和一个排气口）。接着通过排气孔继续加入所述表面活性剂溶液，直至填满整个管材。

（3）将装好封头的管材试样放入容器中，并向容器内充满去离子水，然后将容器封闭。接着，启动加热装置，将容器内的温度升高至80℃，待管材试样内的温度以及去离子水的温度均达到80℃时，在该温度下放置3小时。

（4）然后，分别向容器中的管材试样内和容器中的去离子水部分（也即管材试样外）启动液压进行加压，将管材试样内的压力调节至15.2bar，将管材试样外的压力调节至4.0bar。当压力达到设定值时，开始计时。

结果，管材试样在137小时之后破坏。通过观察可以看出，在管材试样的锥形缺口处存在裂纹，管材试样发生脆性破坏。

对比例5

根据实施例15的方法进行试验，所不同的是，使用相同浓度的ArkopalN 100表面活性剂溶液代替所述表面活性剂溶液A7。结果，经过294小时，试样破坏。

通过将实施例15与对比例5进行比较可以看出，使用本发明的所述表面活性剂组合物可以显著缩短点载荷性能评价试验的试验时间。

实施例16

本实施例用于说明本发明的所述点载荷性能的评价方法。

根据实施例15的方法进行试验，所不同的是，使用所述表面活性剂溶液A8代替所述表面活性剂溶液A7。结果，经过115小时，试样破坏。

实施例17

本实施例用于说明本发明的所述点载荷性能的评价方法。

管材试样1：PE80管材，外径为110mm，最小壁厚为10.36mm，SDR为11，长度为700mm；

管材试样2：PE100管材，外径为110mm，最小壁厚为10.48mm，SDR为11，长度为700mm；

管材试样3：PE100RC管材，外径为110mm，最小壁厚为10.42mm，SDR为11，长度为700mm。

按照实施例15的方法分别对管材试样1、管材试样2和管材试样3进行试验，其中，制取圆锥形缺口深度与最小壁厚之比为1：2。

结果，管材试样1在28小时之后破坏；管材试样2在137小时之后破坏；管材试样3在308小时之后破坏。由该检测结果可以说明，管材试样1（A）、管材试样2（B）、管材试样3（C）的点载荷性能由好到差的顺序是：C>B>A。

实际上，PE80管材为单峰分布聚乙烯管材，PE100管材是在PE80管材的基础上开发出来的双峰分布聚乙烯管材，PE100 RC管材是最新一代的双峰分布聚乙烯管材，因此，PE100 RC管材、PE100管材和PE80管材三者之间的耐慢速裂纹增长性能的关系是PE100 RC管材最优，PE80管材最差，而且，塑料管材的点载荷性能与耐慢速裂纹增长性能呈正相关关系，因此，PE100 RC管材、PE100管材和PE80管材三者之间的点载荷性能的关系也应当是PE100 RC管材最优，PE80管材最差。这与按照本发明的所述方法评价的结果是一致的。可见，根据本发明的所述方法对塑料管材评价的点载荷性能的结果是正确的、可靠的。

Claims (24)

1.一种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，其特征在于，该组合物含有壬基酚聚氧乙烯醚和阴离子表面活性剂，相对于100重量份的所述壬基酚聚氧乙烯醚，所述阴离子表面活性剂的含量为0.01-2重量份。

2.根据权利要求1所述的应用，其中，相对于100重量份的所述壬基酚聚氧乙烯醚，所述阴离子表面活性剂的含量为0.03-0.8重量份。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述壬基酚聚氧乙烯醚的通式如式(1)所示，

其中，n为2-15。

4.根据权利要求3所述的应用，其中，n为8-12。

5.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠和硬脂酸钠中的至少一种。

6.一种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，其特征在于，该组合物含有壬基酚聚氧乙烯醚和阴离子表面活性剂，相对于100重量份的所述壬基酚聚氧乙烯醚，所述阴离子表面活性剂的含量为0.01-2重量份。

7.根据权利要求6所述的应用，其中，相对于100重量份的所述壬基酚聚氧乙烯醚，所述阴离子表面活性剂的含量为0.03-0.8重量份。

8.根据权利要求6或7所述的应用，其中，所述壬基酚聚氧乙烯醚的通式如式(1)所示，

其中，n为2-15。

9.根据权利要求8所述的应用，其中，n为8-12。

10.根据权利要求6或7所述的应用，其中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠和硬脂酸钠中的至少一种。

11.一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表面活性剂组合物，该组合物含有壬基酚聚氧乙烯醚和阴离子表面活性剂，相对于100重量份的所述壬基酚聚氧乙烯醚，所述阴离子表面活性剂的含量为0.01-2重量份。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，相对于100重量份的所述壬基酚聚氧乙烯醚，所述阴离子表面活性剂的含量为0.03-0.8重量份。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述壬基酚聚氧乙烯醚的通式如式(1)所示，

其中，n为2-15。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，n为8-12。

15.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠和硬脂酸钠中的至少一种。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述塑料管材的外径与壁厚之比为4-40：1；所述塑料管材的长径比为3-20：1。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述塑料管材的外径与壁厚之比为为5-20：1；所述塑料管材的长径比为5-10：1。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述塑料管材的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚氯乙烯。

19.根据权利要求11、16-18中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述缺口的深度与所述塑料管材的壁厚之比为1：1.1-5。

20.根据权利要求19中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述缺口的深度与所述塑料管材的壁厚之比为1：1.25-3。

21.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一液体为所述表面活性剂溶液，所述第二液体为水。

22.根据权利要求11或21所述的方法，其中，所述表面活性剂溶液的浓度为0.5-10重量％。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述表面活性剂溶液的浓度为1-3重量％。

24.根据权利要求11所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述静液压试验的条件包括：温度为20-100℃，所述待检测的塑料管材样品的内压为8-100bar，所述待检测的塑料管材样品的外压为0-10bar。