لوله پلی اتیلن 700 سال هاست با موفقیت در طیف گسترده ای از کاربردها در آب، گاز و برق مورد استفاده قرار گرفته اند. اخیراً، نیروگاه های هسته ای نیز شروع به استفاده از لوله های پلی اتیلن برای کاربردهای هسته ای کلاس ایمنی کردند.
سابقه موفقیت آمیز سیستم های خط لوله پلی اتیلن در این کاربردهای سخت که جایگزین جایگزین های فلزی می شوند، در مقاومت شیمیایی و خوردگی عالی و قابلیت اتصالات فیوژن بدون نشتی نهفته است.
یکپارچگی مکانیکی کوتاه‌مدت و بلندمدت سیستم‌های خط لوله پلی اتیلن 700 در استفاده میدانی به کیفیت مواد پلی‌اتیلن استفاده‌شده، مواد افزودنی در برابر تخریب حرارتی و نوری، و فرآیند اکستروژن و همچنین یکپارچگی اتصالات همجوشی بستگی دارد.
علاوه بر این، از آنجایی که اکثر سیستم های لوله پلی اتیلن در بالای زمین قرار می گیرند و در معرض نور مستقیم خورشید قرار می گیرند، محافظت از پلی اتیلن در برابر تخریب حرارتی و نوری ناشی از اشعه ماوراء بنفش اهمیت بالایی دارد.
استفاده از کربن سیاه (CB) در لوله های پلی اتیلن (PE) به عنوان موثرترین اقدام اقتصادی در برابر قرار گرفتن در معرض حرارت و تخریب نور شناخته شده است.
برای به دست آوردن عملکرد بهینه از افزودن کربن سیاه، ذرات CB که در غلظت های مورد نیاز استفاده می شوند باید به خوبی پراکنده شوند و در بین ماتریس رزین طبیعی لوله توزیع شوند، زیرا ذرات CB به عنوان دیکته کننده عملکرد لوله های پلی اتیلن (PE) شناخته می شوند.
برای رزین های لوله پلی اتیلن 700 با وزن مولکولی بالا برای لوله های تحت فشار، افزودن CB با اندازه متوسط ذرات 20 نانومتر به ماتریس پلیمری در توزیع 2-2.5 درصد وزنی مطابق با الزامات ISO 4427 [8] یک کار چالش برانگیز است. و برای به دست آوردن یک برش سطح کافی برای پراکندگی مناسب CB به تجهیزات پردازش تخصصی نیاز دارد.
بسیاری از کارها در گذشته با ذرات CB در لوله های پلی اتیلن بیشتر بر تعامل آنها با محیط های UV و حرارتی برای جلوگیری از اکسیداسیون عکس و حرارت متمرکز بود. اثر CB بر رفتار مکانیکی لوله های پلی اتیلن گزارش شده است.
محتوای CB، نوع و پراکندگی در ماتریس PE همگی بر خواص مکانیکی انبوه PE تأثیر گذاشتند. کلید استفاده بهینه از CB بر پراکندگی و اختلاط توزیع مناسب آن در ماتریس رزین پلی اتیلن استوار است.
