PVC管的性能參數及與PE管的比較

1、PVC管的性能參數及與PE管的比較硬質聚氯乙烯管（PVC-U）具有較高的抗沖擊性能和耐化學腐蝕性能。它可根據使用要求的不同，在加工過程中添加不同的添加劑，使其具有不同的物理和化學性能。根據結構形式不同，它乂可分為螺旋消聲管、芯層發(fā)泡管、徑向加筋管、螺旋纏繞管、雙壁波紋管和單壁波紋管。PVC-U管主要用丁城市供水、城市排水、建筑排水和建筑給水等輸送管道。其性能參數如下：UPVCPE密度，g/cm31.351.460.950.97”強度，MPa485032屈服強度，MPa>4022拉伸彈性模量，MPa>3000P8501000彎曲彈性模量,GPa3.20.8抗壓強度，MPa100>

2、;9縱向延伸率，r>8001管壁粗糙度，11m900.220.47線膨脹系數，m/C.m80170使用溫度范圍，c045-4070導熱系數入，W/mk0.160.43作軟化溫度1. PVC管與PE管的比較聚氯乙烯管應用的歷史最久，目前在世界各地仍被廣泛的應用。這是因為聚氯乙烯具有強度較高、剛性較大、材料價格比較低等優(yōu)點,而且已經有了豐富的使用經驗。但是近十幾年來，國際上聚乙烯管的發(fā)展速度明顯要快丁聚氯乙烯管。例如：在給水管領域正在越來越多的應用聚乙烯管，而且在不少地區(qū)給水管領域應用聚乙烯管的數量已經超過聚氯乙烯管；在輸配氣管領域則幾乎不使用聚氯乙烯管；在埋地排水領域也越來越多的使用各種聚

3、乙烯管。為什么聚乙烯管材、管件發(fā)展如此迅速呢？分析其原因主要是三方面：1. 管材用聚乙烯材料不斷取得重大技術進步；聚乙烯管的柔韌性和可熔接性使其在鋪設時方便經濟和使用中安全可靠；環(huán)境保護的要求越來越高。1.1管材用聚乙烯材料不斷取得重大技術進步聚乙烯是塑料材料中用量最大的品種，分為高密度聚乙烯（HDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）,其應用領域特別廣闊，用丁制造管材、管件是其用途之一，但并不是所有的聚乙烯都適合用丁管材、管件生產，要制造高品質的聚乙烯管材、管件，必需采用專門為此開發(fā)的“聚乙烯管材專用料”，低密度聚乙烯只能用于低壓小直徑的管材，給水、輸氣聚乙烯管主要應用高

4、密度和中密度聚乙烯的管材專用料。在管材發(fā)展初期，聚乙烯管應用量遠小于聚氯乙烯管，其主要原因是經濟性。那時候高性能的聚乙烯管材專用料還沒有開發(fā)出來。早期的聚乙烯材料大約相當于PE63以下的級別，因為強度低，在同樣的使用條件下（同樣的壓力和直徑），聚乙烯管的壁厚要比聚氯乙烯管厚一倍以上。不僅材料成本高，而且實際上使得聚乙烯只能應用在壓力較低、直徑較小的管材（否則壁厚太厚，難以加工）。在我國92年制定的聚乙烯管國家標準就反映了當時材料性能較低的限制，例如：根據“給水用高密度聚乙烯（HDPE）管標準GB1366392”規(guī)定，在壓力等級為1MPa時，直徑為200mm的給水用高密度聚乙烯管規(guī)定壁厚為18.

5、2mm；而根據我國“給水用硬聚氯乙烯（PVCU）管材標準GB/T10002.1-96”，在壓力等級是1MPa時，同樣直徑200mm的硬聚氯乙烯管材規(guī)定的壁厚為8.7mm,厚度比是2.09比1,材料的重量比是1.42比1。隨著聚乙烯材料的開發(fā)，經過從PE63級、PE80級、PE100級的發(fā)展，聚乙烯管的許用應力提高了很多，聚乙烯管與聚氯乙烯管在壁厚上的差距越來越?。焊鶕碌膰覙藴蔊B/T13663-2000“給水用聚乙烯（PE）管材”，如果用PE100生產給水管，在壓力等級為1MPa時，直徑200mm的PE100聚乙烯管材的規(guī)定厚度是11.9mm,和聚氯乙烯管厚度比為1.37比1,重量比為0.

6、93比1。也就是說，同樣壓力和同樣直徑下，用PE100聚乙烯管已經比用聚氯乙烯管的重量少了。聚乙烯管材專用料不僅顯著增加了長期強度，而且還提高了抗開裂等多方面的性能，因而在同樣的使用壓力下可以減壁厚，增加了輸送截面，或者在同樣的壁厚下增加了使用壓力，提高了輸送能力，經濟效益很明顯。因為可以用到大直徑、使用環(huán)境較惡劣（如低溫、海底等）的場合，其應用領域就更廣闊了。1.2聚乙烯管的柔韌性和可熔接性使其在鋪設時方便經濟和使用中安全可靠高等級聚乙烯管材專用料的價格比聚氯乙烯高出較多，至今應用聚乙烯管在管材費用上仍然是要高于聚氯乙烯管。近年在發(fā)達國家大量應用聚乙烯管的原因是聚乙烯管還有其他的一些獨特的優(yōu)

7、點，因為聚乙烯管在管道鋪設費用上常可以明顯低于聚氯乙烯管的鋪設費用，使總的工程費用上更加經濟。給水、輸氣管網大都在室外埋地鋪設，連接是否方便可靠，鋪設工作能否迅速經濟，常是工程中最優(yōu)先考慮的。聚乙烯管可以用比較方便的熱熔對接方法得到內外表面與原管材接近的牢固連接（連接處只有不大的熔接凸起環(huán)）。也可以采用專門的熱熔管件或電熱熔接管件實現方便可靠的連接。因為聚乙烯流動性好，熱穩(wěn)定性高；注塑成型聚乙烯熱熔管件比較容易。其連接時十分方便和可靠，在輸氣管中大量應用，在給水管領域的應用也日益普遍。此外，因為聚乙烯管的熔接接頭可以承受軸向負荷而不發(fā)生泄漏和脫開，因此鋪設時在接合處和彎曲處不需要進行費用不小的

8、“錨定”。聚乙烯管有獨特的柔韌性，其斷裂伸長率一般超過500%,彎曲半徑可以小到管直徑的20-29倍。因此在鋪設時很容易移動、彎曲。聚乙烯管對于管道基礎的適應能力強。一方面鋪設時對于管基的要求較低可以節(jié)約費用，另一方面鋪設后管基發(fā)生不均勻沉降和錯位時也不容易損壞。所以聚乙烯管最適宜于有地震危險的地區(qū)，世界各地的實踐證明聚乙烯管是耐地震性最好的管道，有報道說在1995年日本的神戶地震中，聚乙烯燃氣管和供水管是唯一沒有被破壞的管道。聚乙烯管耐低溫的性能遠優(yōu)于聚氯乙烯管。硬質聚氯乙烯管的使用溫度范圍在0C45C之間，溫度范圍較窄，當溫度較低時管材發(fā)脆，在冬季野外施工時聚氯乙烯管容易破裂，我國北京地區(qū)

9、鋪設聚氯乙烯埋地給水管試點工程中總結的一條經驗是：溫度在零度以下就不適宜進行聚氯乙烯管的鋪設施工了。聚乙烯管鋪設時對于管溝的平直要求不很高，這樣就可以明顯地減少管溝的挖掘量，加快鋪設工程的速度。根據國外的經驗，在砂土地鋪設聚乙烯管時，可以先在地面上連接好聚乙烯管，然后用開溝機開挖出一條窄溝，同步完成把聚乙烯管鋪入和覆蓋土層的工作。（埋地聚氯乙烯管必需在管溝內鋪好了再連接，要工人進到管溝內完成連接工作就要求挖掘的管溝比較寬。而且聚氯乙烯管對于管溝的平直，溝底的密實都有較高的要求，原因就在聚氯乙烯管的柔韌性較低，用橡膠圈密封的承插式連接也不允許過多的變形。）而且在某些場合，可以不開挖管溝，采用定向

10、鉆孔技術來敷設聚乙烯管道?？梢杂瞄L管沉入的方法在7工河湖海的水底鋪設聚乙烯管道。國外利用聚乙烯管可以連接成很長的管道，而且乂有柔韌性和耐腐蝕性等特長，開拓了在7工河湖海的水底鋪設管道的新技術.方法是先把聚乙烯管連接成很長的管道（幾白米）,在水面上浮著拉到設計鋪設的位置，然后在管外固定上重物（一般是混凝土環(huán)）沉入水底（有的在水底開溝，鋪管后再加覆蓋，也有的不用開溝不加覆蓋）o這些安裝方式都是聚氯乙烯管無法做到的。3、環(huán)境保護的壓力首先是UPVC管由于在生產中加入重金屆添加劑，同時PVC本身殘存的單體氯乙烯在使用時一起進入輸送的介質中，容易造成介質污染，而且其中（J）5mm以下管材采用承插連接，所

11、用粘接劑達不到食用衛(wèi)生指標；PVCU上水管的生產，要求采用氯乙烯單體（VCM）殘留量低的衛(wèi)生級PVC樹脂粉，同時需要采用無蠹或低蠹（低含鉛量）的熱穩(wěn)定體系，以保證管子的衛(wèi)生性。VCM為致'癌物質，一般歐美等國家要求VCM的殘留量為1X106以下。鉛是一種累積性的蠹害，尤其對兒童、胎兒、孕婦的健康影響較大，因此世界衛(wèi)生組織以及各國對PVCU上水管鉛的遷移都做了限制規(guī)定。CPVC是一種新型材料具有優(yōu)越的耐熱性，阻燃性（煙滅度?。┖洼^好的剛性，由于這些優(yōu)越的特性使得它的應用領域越來越廣泛。但是就CPVC的擠出加工工藝而言，其難度是很大的，由于該工藝若控制不當就會產生大量的氯化氫氣體,這些氣體

12、的釋放使得工人的工作環(huán)境受到污染，加工設備和模具受到嚴重腐蝕，而且在加工過程中必需加入重金屆鹽穩(wěn)定劑。其次是聚氯乙烯管的回收問題；聚氯乙烯和聚乙烯一樣是熱塑性塑料，從理論上講都是可以回收再利用的，但是各國的實踐證明舊塑料制品能回收再生的比例有限，主要的處理方式是焚燒中回收能源，聚氯乙烯因為含氯，在焚燒時控制不好就會產生有害物質.（聚乙烯僅含碳氫，焚燒后只生成水和二氧化碳）。所以在歐美等國家，現在聚氯乙烯的應用受到一些環(huán)境保護組織日益加重的壓力。2. 輸水和輸氣用聚乙烯管材管件我國在輸水領域應用聚氯乙烯管材管件已經有多年經驗，井取得了一定成績。但是目前面臨有兩大難題。一是隨著國內外衛(wèi)生法規(guī)對于飲

13、用水中鉛、鎘、錫含量的限制越來越嚴格，必須用金屆鹽做穩(wěn)定劑的聚氯乙烯生產輸水用管材管件的難度越來越大；二是大直徑的聚氯乙烯管件很難解決（硬聚氯乙烯流動性低、穩(wěn)定性差，注塑大直徑管件很困難也不經濟。用加工一焊接方法做聚氯乙烯管件乂達不到要求強度.）目前一些地方采用金屆管件和聚氯乙烯管材相配的辦法也有明顯的缺點。所以，我們認為在輸水領域應用聚乙烯管材管件日益增加的趨勢是不可抗拒的。在輸氣領域因為聚乙烯管材管件的柔韌性、連接可靠性等突出的優(yōu)點，尤其是吸取了幾次大地震的經驗教訓，世界各國都已經公認輸氣用管網（指各地區(qū)中、低壓埋地輸配氣網而非長途高壓輸氣的主十管線）用聚乙烯管材管件是最佳選擇。3. CP

14、VC的加工工藝及特點在由CPVC樹脂加工成型為成品或半成品的過程中，塑化”是一個關鍵。無論是擠出成型還是注射成型，塑化的質量直接關系到產品的內在質量和表面質量，因而，如何從工藝、設備及技術上得到好的塑化質量，也就是CPVC加工的關鍵。以下幾點可以幫助我們了解在CPVC加工過程中如何提高塑化質量由于CPVC的熔體粘度至少為PVC的2倍，加工溫度高，在加工過程中因熱分解產生HCL的釋放而造成了加工成型的困難和設備的腐蝕。在擠出過程中，如何使CPVC這種高粘度的材料達到理想的塑化”（塑化到位）是CPVC加工技術的關鍵。因此，它對配方有著特殊的要求：a熱穩(wěn)定劑的要求由于CPVC加工溫度高，配方中對熱穩(wěn)

15、定劑的用量比PVC高出許多，顯然，僅僅使用傳統(tǒng)的三鹽，二鹽熱穩(wěn)定劑是不適合的。目前較為成熟的熱穩(wěn)定劑是具有潤滑體系的復合鉛系列穩(wěn)定劑。b對潤滑劑的要求由于CPVC的熔體粘度很高，特別是在注射成型容易發(fā)生熔體破裂，所以僅僅使用傳統(tǒng)的石蠟、硬脂酸和金屆皂類潤滑體系是不合適的。在CPVC的擠出加工中，由于CPVC存在一種傾向于粘附在熱后加工設備（特別是機頭和模具）的金屆表面，為了消除這種粘附，必須在配方中加入外潤滑劑。在CPVC成型加工中（特別是注射加工），在壓力作用下，CPVC樹脂間的相互摩擦產生摩擦熱，摩擦熱的產生對成型加工是不利的，必須給予控制。內潤滑劑可以減少CPVC在加工過程中樹脂問的摩擦

16、。內潤滑劑與CPVC樹脂應該是相溶的。應當指出，配方中的內外潤滑的平衡是關鍵。內潤滑過量會嚴重影響塑化”,使制品品質變壞；外潤滑過量會造成潤滑劑析出，甚至會產生螺桿打滑等嚴重影響正常生產的現象。c加工助劑對提高塑化質量的作用在CPVC的擠出和注射成型加工中，必須使用加工助劑，其目的是提高塑化質量和增加CPVC材料的低溫抗沖性及制品的韌性。就CPVC而言，即使在粘流態(tài)的溫度下（如195205C）,它的流動單元仍為初級粒子，樹脂微細粒子間相互作用差，傳熱作用差，容易產生熔體破裂，塑化質量差。ACR是一種促進塑化的加工助劑，它能在CPVC熔體中分散為尺寸小于0.01四的網狀結構單元,并均勻分布于CPV