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At the third and fifth week of immersion at 60°C water,the commercial pipe sample showed no appreciable sur-face formation of the carbonyl functionality. At 1715cm-1wavelength, the formation of the absorption peakassociated with carbonyl groups is insignificant. On theother hand, after three and five weeks of immersion at60°C water containing 5 ppm of free chlorine, a well-defined carbonyl peak at 1715 cm-1was observed at thesurface of the commercial pipe. This peak can be attrib-uted to the accelerated oxidative degradation at the sur-face of the commercial polyethylene pipe.Another analytical method employed to evaluate theextent of degradation in pipe is scanning electronmicroscopy (SEM), which offers a hyper-magnificationvisual inspection of the surface, and can allow observationof the surface imperfections, such as microcracks.Microcracks less than 1 um can be visually observed.Figures 5and 6illustrate the visual surface inspection viaSEM techniques.Figure 5. Commercial pipe immersed in free chlorine(HOCL and OCl-).Visual microscopic inspection via SEM indicated thecommercial pipe immersed in water for two, five, andnine weeks showed no microcracks at 500x, 1000x, and3000x magnification. See Figure 6.However, at magnifica-tions of 1000x and 3000x, microcracks between 0.5 and1.3 um were observed in pipe samples immersed in 5ppm free-chlorine water for five weeks, and larger cracksappeared after nine weeks of immersion. See Figure 5.Phase 2: Chlorine Resistance of Polyethylene With NewSpecialty AdditivesAfter defining the deleterious effects of free-chlorine wateron polyethylene pipes, three proprietary specialty addi-tives were evaluated to counter the degradation effects offree chlorine on polyethylene.The first test included the OIT measurements on con-trol and stabilized samples. The proprietary specialty addi-tives are identified as Compounds A, B, and C in Table 3.22| PLASTICS ENGINEERING | OCTOBER 2011| www.4spe.org Low Magnification: Macro crack not observed via SEM Analysis (200x and 500x) High Magnification: Onset of micro cracks observed via SEM Analysis (1000x and 3000x) Low Magnification: 2, 5 and 9 weeks (500x) High Magnification: 5 and 9 weeks (1000x and 3000x) Figure 6. Commercial pipe im mersed in DI water. Continued on page 24 ??

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