淺談國內(nèi)外PVC管技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

淺談國內(nèi)外PVC管技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：PVC管技術(shù)于1937年由德國率先推出，在漫長(zhǎng)的發(fā)展進(jìn)程中相關(guān)技術(shù)不斷革新，使PVC管質(zhì)量更優(yōu)，價(jià)格更低，生產(chǎn)效率更高，在建筑、實(shí)驗(yàn)科研、日常生活等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。本文通過分析國內(nèi)外PVC管技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向，以期推動(dòng)PVC制造業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PVC管技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展

PVC管（Polyvinylchloride）主要是指在氧化物、熱作用、光作用等引發(fā)劑作用下，氯乙烯單體發(fā)生聚合反應(yīng)形成聚合物，以聚氯乙烯為原料生產(chǎn)所得管狀材料，具有價(jià)格低廉、耐高溫、質(zhì)量輕、使用壽命長(zhǎng)、高模量、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，為此當(dāng)前PVC管是塑料管道市場(chǎng)占比最大產(chǎn)品之一，約占全球塑料管道市場(chǎng)2/3，其中美國、日本、歐洲及中國是PVC管應(yīng)用量最多國家，PVC-O、PVC-U及PVC-M是較為常用的產(chǎn)品?；诖耍瑸橹VC管在塑料管道市場(chǎng)上良性發(fā)展，探析國內(nèi)外PVC管技術(shù)現(xiàn)況及發(fā)展方向顯得尤為重要。

一、國內(nèi)外PVC管技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.PVC-U管具有降噪優(yōu)勢(shì)

PVC-U是首代被廣泛應(yīng)用的PVC管材，在此基礎(chǔ)上研究得出PVC-M這類擠壓性更優(yōu)、韌性更強(qiáng)的管材。經(jīng)過漫長(zhǎng)的研究與發(fā)展，國內(nèi)外PVC管擠出成型技術(shù)更加成熟，受加工設(shè)備先進(jìn)性影響相關(guān)管材質(zhì)量存在一定差異，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量鮮少受工藝影響。當(dāng)前兩步法是較為常見的PVC-U管擠出技術(shù)，亦稱為分步工藝、離線工藝，將管坯軸向取向及擠出視為兩個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，先運(yùn)用擠出技術(shù)待PVC-U冷卻至室溫后裝入模具中加熱至膠狀，膨脹到合規(guī)尺寸，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軸向處理，提升管材抗裂能力，完成PVC管加工制造任務(wù)。例如，WAVIN（荷蘭公司）所生產(chǎn)的Apello管其壓力可達(dá)PN16，直徑為315mm，Vinidex（澳大利亞公司）生產(chǎn)的Supermain管能承受PN16壓力，其直徑為300mm。國內(nèi)代表性管材則為平和實(shí)業(yè)有限公司（沈陽）運(yùn)用特殊設(shè)備生產(chǎn)制得內(nèi)具螺旋紋路的PVC-U管，用以減弱PVC管排水噪聲。通過在PVC-U管道內(nèi)加設(shè)螺旋導(dǎo)流筋，規(guī)避水體流動(dòng)不穩(wěn)定現(xiàn)象，水體對(duì)管壁產(chǎn)生的沖擊力隨之減弱，繼而降低PVC-U管噪音。

2.PVC-M管具有高韌度優(yōu)勢(shì)

相較于PVC-U管，PVC-M管在擠壓技術(shù)加持下其堅(jiān)韌度更高，抗開裂性能更優(yōu)，彌補(bǔ)PVC-U管材脆性過高缺陷，在節(jié)省材料同時(shí)可增加管材直徑，在我國城鄉(xiāng)建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛。南非、澳大利亞、英國等地均制定PVC-M生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)，使相關(guān)技術(shù)及市場(chǎng)更為規(guī)范，我國亦于2008年推出CJ/T272—2008PVC-M管材生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)，使相關(guān)技術(shù)更為成熟。

二、PVC管技術(shù)面臨的困境及解決策略

1.通過擴(kuò)脹技術(shù)解決管材脹氣問題

為解決管脹氣問題，通過國內(nèi)外研究得出氣液擴(kuò)脹、機(jī)械擴(kuò)脹及充氣布袋擴(kuò)脹等技術(shù)手段，通過在生產(chǎn)裝置中放置一根管子，在擠出模頭上固定管子的一端，在充氣布袋或機(jī)械充氣裝置結(jié)構(gòu)上固定管子的另一端，用以施行相關(guān)技術(shù)手段并解決PVC管脹氣問題。

2.增加管材分層結(jié)構(gòu)解決塑料管材易出現(xiàn)軸向裂紋問題

雖然應(yīng)用擠壓技術(shù)可一定程度上提升PVC管綜合質(zhì)量，但樹脂價(jià)格相對(duì)較高，PVC管成本隨之上漲，不利于大規(guī)模生產(chǎn)及推廣。通常情況下受極限環(huán)向應(yīng)力影響，塑料管材會(huì)產(chǎn)生軸向裂紋，該裂縫迅速擴(kuò)延引發(fā)液體外泄問題，如何在控制PVC管成本同時(shí)解決其滲漏問題，成為國內(nèi)外PVC管技術(shù)研究主要方向之一。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)用塑料生產(chǎn)制造管材時(shí)選定軟化點(diǎn)并在其附近進(jìn)行軸向、周向拉伸，改變聚氯乙烯分子取向，使PVC管軸向、周向受力勻稱，提升管材綜合質(zhì)量，繼而制作得出PVC-O管，該管材具有抗沖擊、強(qiáng)度高、耐疲勞等特點(diǎn)，其機(jī)械性能雖不及PVC-U管，但仍獲得“打不破管材”這一稱號(hào)。當(dāng)前一步是較為常見的PVC-O管擠出技術(shù)，亦稱為在線工藝，在生產(chǎn)線上進(jìn)行周期性管材擠壓操作，通過施加軸向及周向拉伸的力，使PVC管材產(chǎn)生分層結(jié)構(gòu)，這種層級(jí)較薄且層級(jí)數(shù)量較多結(jié)構(gòu)可抵抗管材過載產(chǎn)生的力，抑制管材裂縫惡化。在英國率先開發(fā)得出PVC-O管材后，荷蘭、法國、英國等國家PVC-O生產(chǎn)量不斷攀升，國際上亦推出ISO/DIS16422：2006標(biāo)準(zhǔn)用以規(guī)范該管材的生產(chǎn)與制造。

三、國內(nèi)外PVC管技術(shù)發(fā)展方向

當(dāng)前國內(nèi)外PVC管技術(shù)研究如火如荼，我國雖相較于西方發(fā)達(dá)國家研究能力相對(duì)較弱，但在改革開放新常態(tài)下，技術(shù)水平不斷提升，研究能力隨之增強(qiáng)，跟隨國際研究進(jìn)程探析PVC管技術(shù)發(fā)展方向，以期占據(jù)更大市場(chǎng)份額。

第一，優(yōu)質(zhì)低毒。雖然PVC管價(jià)格低廉，抗腐蝕性強(qiáng)、抗裂、耐高溫等特點(diǎn)突出，但其鉛鹽熱穩(wěn)定劑存在一定毒性及污染性，不利于該管材持續(xù)應(yīng)用與發(fā)展，為此未來如何消除PVC管毒害等副作用，成為國內(nèi)外PVC管技術(shù)發(fā)展主要方向。

第二，統(tǒng)一高效。各國除內(nèi)銷PVC管材外，還面向其他國家出口，這就需要建立系統(tǒng)全面的PVC管生產(chǎn)制造國際體系，用以提高PVC管綜合質(zhì)量，拔高該市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻，提高PVC管競(jìng)爭(zhēng)力，使管材在新時(shí)代衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)下得以與時(shí)俱進(jìn)，為拓展PVC