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就塑料管材的適用性及用量而言,聚氯乙烯管居首位,其次是聚乙烯和聚丙烯管。這些塑料管材都具有下列性能:重量輕,運(yùn)費(fèi)低;敷設(shè)簡(jiǎn)便}可以焊接;耐化學(xué)腐蝕性能良好,線膨脹系數(shù)高;導(dǎo)熱率低;管壁摩擦損失小;可不用外加防護(hù)層,抗腐蝕,無(wú)需維修。
1、聚氯乙烯塑料
聚氯乙烯是使用最久的通用塑料,也是主要的制管材料(占80%),它由氯乙烯單體聚合制得,是一種非結(jié)晶形的熱塑性塑料。制取氯乙烯的原料是乙炔或乙烯以及氯。這種聚合物是采用懸浮法、乳液法或單體聚合法制成的。
用懸浮法和單體聚合法制得的聚合物(懸浮法聚氯乙烯和單體聚合法聚氯乙烯),具有良好的性能,是制管的主要材料,其持久蠕變性能比用乳液法聚合的氯乙烯好。由這兩種類型聚合物制成的管材都叫硬聚氯乙烯管材。
硬聚氯乙烯的特點(diǎn)是具有較高的硬度和剛性,其許用應(yīng)力為10牛頓/毫米2,相當(dāng)于高密度聚乙烯塑料管和聚丙烯塑料管的兩倍,所以管壁可以薄些。聚氯乙烯塑料管具有上述特性,而且價(jià)格比其它塑料管便宜。因此它在制管業(yè)中居于首位。硬聚氯乙烯管耐多種酸、堿、油和醇類的腐蝕,管道之伺能很好地相互粘接,且易于敷設(shè)。在熱塑性塑料管材中,硬聚氯乙烯管的線膨脹系數(shù)最小。這種敷設(shè)管材的耐壓強(qiáng)度公稱壓力達(dá)16巴,它可以分段銷售。在沖擊強(qiáng)度要求高的場(chǎng)所,宜使用耐沖擊的聚氯乙烯管。
這些沖擊強(qiáng)度較高的產(chǎn)品是用聚氯乙烯與彈性原料混合制成的。具有抗沖擊韌性的新型塑料管的價(jià)格比一般硬聚氯乙烯管材高,其管壁許用應(yīng)力同樣是10牛頓/毫米2。
聚氯乙烯塑料管對(duì)不同氣候的穩(wěn)定性能良好,因此可露天存放。聚氯乙烯塑料管不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。
聚氯乙烯再氯化可得到具有更高的熱穩(wěn)定性的產(chǎn)品。過(guò)氯化聚氯乙烯塑料管不受熱水的影響,因此溫度為100℃的沸水管道也可應(yīng)用。
2、聚乙烯塑料
聚乙烯屬于聚烯烴族,是用最簡(jiǎn)單的不飽和烴(即乙烯單體)經(jīng)過(guò)高壓或低壓聚合制成的。高壓聚合制得的是一種帶分子支鏈的聚乙烯;低壓聚合制得的聚乙烯實(shí)際上不帶支鏈或只帶極少的短側(cè)鏈,它主要是一種線狀結(jié)構(gòu)。聚乙烯是一種部分結(jié)晶狀結(jié)構(gòu)的熱塑性塑料。帶支鏈的聚乙烯其結(jié)晶度是40~50%,而線型分子結(jié)構(gòu)的聚乙烯其結(jié)晶度為60~80%。分支比決定單層分子的排列密度和結(jié)晶度。支鏈的排列密度小于非支鏈的排雙密度。因此,有支鏈的聚乙烯的密度較低,或者中等;而線狀結(jié)構(gòu)聚乙烯的密度較高。
世界各國(guó)均按密度來(lái)命名聚乙烯。密度低的稱為低密度聚乙烯,密度高的稱為高密度聚乙烯。密度愈高,聚乙烯塑料的硬度愈高,剛性愈強(qiáng)。此外,德國(guó)還采用軟聚乙烯和硬聚乙烯的名稱。
聚乙烯管材非常輕(密度小于1克/厘米8)。由于管材柔韌,可將直徑小于110毫米的管材盤繞成卷銷售。因此在敷設(shè)時(shí),不需很多的管接頭。
聚乙烯管材耐沖擊,甚至溫度在0℃以下或更低時(shí)還能保持其柔韌性能。由于這些管材具有彈性,所以其受沖擊后可回彈復(fù)原,即使管道內(nèi)的水凍結(jié)成冰或再融化成水也不致?lián)p壞管材。
聚乙烯塑料對(duì)各種腐蝕性的流體(如酸、鹽的水溶液)、強(qiáng)堿以及各種土壤均具有抗腐蝕性,對(duì)許多種有機(jī)溶劑也有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。因此,聚乙烯塑料管不能粘合連接,而是采用加熱熔融對(duì)接、熔接套管、預(yù)制法蘭盤連接以及卡箍等連接方式。聚乙烯塑料管均制成黑色,因?yàn)樘砑犹亢诳墒蛊湓诼短齑娣艜r(shí)免受紫外線的損壞。
目前,硬聚乙烯管和軟聚乙烯管在整個(gè)聚乙烯管材市場(chǎng)上所占的比例約為3:1。近幾年來(lái),軟聚乙烯管的生產(chǎn)停滯不前,而硬聚乙烯管的銷售比例卻不斷增加。其原因是:高密度聚乙烯塑料管管壁的許用應(yīng)力比低密度聚乙烯塑料管大一倍,其管壁厚度卻因此變薄;另一方面是因?yàn)閮煞N聚乙烯管材的價(jià)差縮小了。制造外徑大于160毫米的管材只用高密度聚乙烯。聚乙烯管材抗壓強(qiáng)度可達(dá)10巴。現(xiàn)在已能夠用擠壓法制造外徑為1600毫米的聚乙烯排水管。
3、聚丙烯塑料
和聚乙烯塑料一樣,聚丙烯也是一種聚烯烴,所不同的是后者為單體結(jié)構(gòu)。聚丙烯是以CH。側(cè)鏈基代替氫原子,人為地控制聚合過(guò)程所產(chǎn)生的鏈型分子.其側(cè)鏈基具有特殊的構(gòu)型。根據(jù)這一點(diǎn),把聚丙烯分為有規(guī)則排列的等規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯.以及側(cè)鏈基設(shè)有規(guī)則排列的無(wú)規(guī)聚丙烯。
由于等規(guī)結(jié)構(gòu)占大部分的聚丙烯結(jié)晶度高,硬度和剛性也大,所以只采用無(wú)規(guī)部分很小的等規(guī)聚丙烯制管。無(wú)規(guī)部分不結(jié)晶,因而影響其剛性和韌性,就是說(shuō),無(wú)規(guī)結(jié)構(gòu)部分愈大,溫度在冰點(diǎn)以上時(shí)的繞曲性和韌性愈高。
即使在持續(xù)負(fù)荷的情況下,聚丙烯的強(qiáng)度、硬度和熱穩(wěn)定性也高于聚乙烯。因此,聚丙烯管材能承受較大的負(fù)荷,在使用時(shí)間和工作壓力一定的情況下,管材適應(yīng)溫度可達(dá)100℃。當(dāng)溫度接近或低于冰點(diǎn)時(shí),管材在受沖擊時(shí)容易損壞。丙烯和乙烯共聚可降低其低溫時(shí)的脆裂性,這種共聚物的性質(zhì)很接近高密度聚乙烯。聚丙烯和聚乙烯均具有抗化學(xué)腐蝕性和絕緣性,而且聚丙烯不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。
由于聚丙烯比聚乙烯彈性模數(shù)高,因而剛性大,管材不能盤繞成卷,只有直徑小、管壁薄的管材才能盤卷。聚丙烯管材的抗壓強(qiáng)度分為不超過(guò)10巴的若干壓力級(jí)。在使用時(shí)間短、溫度低的情況下,其工作壓力可達(dá)14巴。耐燃的聚丙烯管叫作抗燃聚丙烯塑料管,常用于建筑物內(nèi)熱水的排水管道。
4、聚丁烯一1塑料
聚丁烯一1塑料也是一種聚烯烴,其持久強(qiáng)度高于高密度聚乙烯和聚丙烯的規(guī)定值。大約在一年半以前,歐洲唯一的一家制造廠也停止生產(chǎn)這種產(chǎn)品了。
5、abs(丙烯腈~丁二烯一苯乙烯共聚物)和ASA(丙烯腈一恭乙烯~丙烯酯共聚物)
丙烯腈(A)一丁二烯(B)一苯乙烯(S)共聚物和丙烯腈(A)一苯乙烯(S)一丙烯酯(A)共聚物是耐沖擊的新型苯乙烯一丙烯腑共聚體。由于它具有很高的沖擊韌性和熱穩(wěn)定性,因此主要用于工作溫度較高的管道。而聚氯乙烯或聚乙烯塑料管是不符合這一使用要求的。