浅谈室内冷热水无规共聚聚丙烯管材的应用
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[摘要]阐述了室内冷热水用无规共聚聚丙烯管材的特点、应用及发展情况。
[关键词]冷热水用pp-R管材：应用
一、PP-R管材发展概况
PP-R管材和管件是欧洲20世纪80年代初欧洲两家石油化学公司经8年时间研究，联合开发出以普通聚丙烯为基础材料而进行共聚改性的新型聚丙烯系列材料，即均聚聚丙烯PP-m嵌段共聚聚丙烯PP-B及无规共聚聚丙烯PP-R。
80年代末90年代初开发应用的新型塑料管道产品。该产品采用无规共聚聚丙烯(简称PP-R)，被广泛地应用于冷热水输送工程。1997年8月，由上海率先引进法国先进的PP-R管材生产线，采用进口原料在国内首次生产PP-R管材，经使用较为成功，得到了管道专家及用户得认可。
二、冷热水用聚丙烯管材得特点
PP-H具有优良的刚性强度，但其低温冲击性能较差。易脆化；PP-B具有较好的韧性，特别在低温下抗冲击性能优良，耐高温性能比PP-R差；PP-R比PP-B刚性强度好，低温下又比PP-H具有抗冲击强度，同时PP-R还具有突出的抗蠕性能。由于PP-H管材在低温下的脆性限制了它的使用，在一些应用领域逐渐被PP-R管材所取代。
三、冷热水用无归共聚聚丙烯管材得特点
PP-R管材除了具有一般塑料管材重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点外，还具有以下特点：
1.卫生无毒。PP-R属聚烯烃化合物，其分子中仅有碳、氢元素，无毒无味，卫生性能可靠。原料生产、管材成型加工、使用及废弃全过程不会对人体及环境造成不利影响，所添加的剂也符合食品卫生要求，与交联聚乙烯管、聚乙烯管材同被认定为绿色管材。不但可用于热水系统，而且可用于纯净饮用水系统。
2.耐热保温节能。PP-R管维卡软化点为131.3℃。PP-R管最高工作温度达95℃，在1MPa、70℃条件下可正常使用50年。可完全满足建筑排水设计规范中冷热水系统的使用要求。由于该产品的导热系数为0.21w／(m.k)，仅为钢管系数得1／200，故有较好的保温性能，用于热水及采暖系统可节约大量的能源。
3.连接安装简单可靠。PP-R管材于管件都采用同一种牌号得原料加工而成，具有良好的热熔焊接性能，整用热熔连接和电熔连接，连接简便，且连接部位得强度大于管材本体强度。与机械连接式相比，连接成本低、速度快、操作简单、安全可靠，特别适应于直埋暗敷的安装场合，无须考虑在长时间使用过程中连接处是否会发生渗漏问题。
4.不锈蚀、耐磨损、不结垢。PP-R管材和管件能耐大多数化学物品得腐蚀，可在很大的温度范围内承受PH值范围在1―14的高浓度酸和碱得腐蚀。其管材、管件的内壁光滑均匀，流动阻力小且不结垢。可在很大程度上减少流程损失，增加流体流量。
5.防冻裂。PP-R材料具有合适得弹性使管材和管件截面可随冻胀的液体一起膨胀，从而吸收冻胀液体的体积而不会胀裂。
6.原料可回收。加工成本低。PP-R管在生产及施工过程中产生的废品可回收利用，废料经清洁、破碎后可直接用于生产管材，在回收使用量不超过总量10％的情况下，不会影响制品质量。原料的可回收性，除了可降低生产成本外，很重要的作用是可免除废料对环境保护的影响。管材的生产对设备的要求简单，工艺易控制，可长时间连续地稳定生产，降低生产成本。
7.管道布设明敷暗敷均可。PP-R材料在合成时就已加入了抗氧剂和光稳定剂等助剂。具有较好的抗老化性明敷暗敷均可。
四、PP-R管材的不足之处
PP-R管有很多优点，于金属管道相比的不足之处在于聚丙烯的收缩率大，线性热膨胀系数过高，在长期受热、受压得情况下易产生弯曲变形现象，从而因弯曲过大需要从新更换。由于塑料不易降解，且老化的塑料不能重新利用，会造成大量的白色污染。
五、解决PP-R性能不足的方法
为了降低成本或改善性能等目的在塑料中加入惰性物质称为填料。在增强PP-R管材性能的填料中，通常使用玻璃纤维或金属层。
1.玻纤增强复合管。玻璃纤维经过表面处理能够很好的与聚合物浸润和包敷，即提高二者之间得亲和力，则在外力作用下填充制品就会有更好的力学性能。玻璃纤维得密度为2.5～2.7g／cm3与金属铝的密度相近，拉伸强度通常较高，超过1000Mpa，玻纤是标准的弹性体，拉伸时伸长率与应力成正比，直至断裂之前无屈服点，正由于如此一旦除去应力，变形得纤维可完全恢复，从而具有良好骄傲的尺寸稳定性，玻纤具有优异得耐热性，在300℃以下强度保持不变。370℃还可以保持原强度的50％。带有加强层的冷热水用玻纤增强聚丙烯复合管。包括有圆形横断面管的外层和内层的中部设有中间层。所述中间层的厚度为所述管的厚度的1／3。所述中间层是用所述管得外层和内层同种原料与玻纤混合原料制成的。效果是在性能上满足聚丙烯管材所有性能，使用寿命同样能达50年。由于大幅降低了线型热膨胀系数，彻底解决了塑料管材在长期受热、受压的情况下出现的弯曲现象。避免了因普通聚丙烯管材弯曲而重新安装供水管道，因此在材料及性能方面可得到有效节约，适用范围更加广泛。
为了保证增强聚丙烯复合管材得质量，聚丙烯复合管材的挤出机是通过两台挤出机同时进行，增强聚丙烯复合管材得外层与内层所用同种原料通过一台挤出机，中间层玻纤增强聚丙烯通过另一台挤出机，将备好的料坯经过三层共挤机头、模具挤出成型。
增强聚丙烯复合管与普通聚丙烯管比较，解决了玻纤与聚丙烯相容的问题，使管材在三层共挤的情况下不分层，从而提高了这种管材的韧性和强度。增强聚丙烯复合管的拉伸强度从通常的23～27Mpa，提高到29～32Mpa。
主要应用范围：a.中央制冷空调管网系统。b.集中供热采暖用管道系统。C.工业与民用建筑冷热谁管网系统。d.一般腐蚀介质输送管网系统。
2.总结原铝塑管、PP-R管等管材优缺点的基础上开发形成的产品，PP-R与合金铝有机结合除保留了原铝塑管、PP-R管的一切优点外，还具有刚性强、不易弯曲变形、不透光、透氧系数小、纵向回缩率低，管材与管件可直接热熔连接，热熔连接不漏水等特点，既可明装，又可暗敷，它彻底解决了原铝塑管街头漏水，纯PP-R管弯曲变形的难题。有塑料管和金属管两种特性，具有更好强度和耐高温性。
PP-R塑铝稳态复合管应用范围更广。可用于纯净供热水管道系统及特殊功能管道。