淺談室內冷熱水無規共聚聚丙烯管材的應用

李本正 張麗穎

[摘要]闡述了室內冷熱水用無規共聚聚丙烯管材的特點、應用及發展情況。

[關鍵詞]冷熱水用pp-R管材：應用

一、PP-R管材發展概況

PP-R管材和管件是歐洲20世紀80年代初歐洲兩家石油化學公司經8年時間研究，聯合開發出以普通聚丙烯為基礎材料而進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及無規共聚聚丙烯PP-R。

80年代末90年代初開發應用的新型塑料管道產品。該產品采用無規共聚聚丙烯(簡稱PP-R)，被廣泛地應用于冷熱水輸送工程。1997年8月，由上海率先引進法國先進的PP-R管材生產線，采用進口原料在國內首次生產PP-R管材，經使用較為成功，得到了管道專家及用戶得認可。

二、冷熱水用聚丙烯管材得特點

PP-H具有優良的剛性強度，但其低溫沖擊性能較差。易脆化；PP-B具有較好的韌性，特別在低溫下抗沖擊性能優良，耐高溫性能比PP-R差；PP-R比PP-B剛性強度好，低溫下又比PP-H具有抗沖擊強度，同時PP-R還具有突出的抗蠕性能。由于PP-H管材在低溫下的脆性限制了它的使用，在一些應用領域逐漸被PP-R管材所取代。

三、冷熱水用無歸共聚聚丙烯管材得特點

PP-R管材除了具有一般塑料管材重量輕、耐腐蝕、不結垢、使用壽命長等特點外，還具有以下特點：

1.衛生無毒。PP-R屬聚烯烴化合物，其分子中僅有碳、氫元素，無毒無味，衛生性能可靠。原料生產、管材成型加工、使用及廢棄全過程不會對人體及環境造成不利影響，所添加的劑也符合食品衛生要求，與交聯聚乙烯管、聚乙烯管材同被認定為綠色管材。不但可用于熱水系統，而且可用于純凈飲用水系統。

2.耐熱保溫節能。PP-R管維卡軟化點為131.3℃。PP-R管最高工作溫度達95℃，在1MPa、70℃條件下可正常使用50年。可完全滿足建筑排水設計規范中冷熱水系統的使用要求。由于該產品的導熱系數為0.21w／(m.k)，僅為鋼管系數得1／200，故有較好的保溫性能，用于熱水及采暖系統可節約大量的能源。

3.連接安裝簡單可靠。PP-R管材于管件都采用同一種牌號得原料加工而成，具有良好的熱熔焊接性能，整用熱熔連接和電熔連接，連接簡便，且連接部位得強度大于管材本體強度。與機械連接式相比，連接成本低、速度快、操作簡單、安全可靠，特別適應于直埋暗敷的安裝場合，無須考慮在長時間使用過程中連接處是否會發生滲漏問題。

4.不銹蝕、耐磨損、不結垢。PP-R管材和管件能耐大多數化學物品得腐蝕，可在很大的溫度范圍內承受PH值范圍在1—14的高濃度酸和堿得腐蝕。其管材、管件的內壁光滑均勻，流動阻力小且不結垢。可在很大程度上減少流程損失，增加流體流量。

5.防凍裂。PP-R材料具有合適得彈性使管材和管件截面可隨凍脹的液體一起膨脹，從而吸收凍脹液體的體積而不會脹裂。

6.原料可回收。加工成本低。PP-R管在生產及施工過程中產生的廢品可回收利用，廢料經清潔、破碎后可直接用于生產管材，在回收使用量不超過總量10％的情況下，不會影響制品質量。原料的可回收性，除了可降低生產成本外，很重要的作用是可免除廢料對環境保護的影響。管材的生產對設備的要求簡單，工藝易控制，可長時間連續地穩定生產，降低生產成本。

7.管道布設明敷暗敷均可。PP-R材料在合成時就已加入了抗氧劑和光穩定劑等助劑。具有較好的抗老化性明敷暗敷均可。

四、PP-R管材的不足之處

PP-R管有很多優點，于金屬管道相比的不足之處在于聚丙烯的收縮率大，線性熱膨脹系數過高，在長期受熱、受壓得情況下易產生彎曲變形現象，從而因彎曲過大需要從新更換。由于塑料不易降解，且老化的塑料不能重新利用，會造成大量的白色污染。

五、解決PP-R性能不足的方法

為了降低成本或改善性能等目的在塑料中加入惰性物質稱為填料。在增強PP-R管材性能的填料中，通常使用玻璃纖維或金屬層。

1.玻纖增強復合管。玻璃纖維經過表面處理能夠很好的與聚合物浸潤和包敷，即提高二者之間得親和力，則在外力作用下填充制品就會有更好的力學性能。玻璃纖維得密度為2.5～2.7g／cm³與金屬鋁的密度相近，拉伸強度通常較高，超過1000Mpa，玻纖是標準的彈性體，拉伸時伸長率與應力成正比，直至斷裂之前無屈服點，正由于如此一旦除去應力，變形得纖維可完全恢復，從而具有良好驕傲的尺寸穩定性，玻纖具有優異得耐熱性，在300℃以下強度保持不變。370℃還可以保持原強度的50％。帶有加強層的冷熱水用玻纖增強聚丙烯復合管。包括有圓形橫斷面管的外層和內層的中部設有中間層。所述中間層的厚度為所述管的厚度的1／3。所述中間層是用所述管得外層和內層同種原料與玻纖混合原料制成的。效果是在性能上滿足聚丙烯管材所有性能，使用壽命同樣能達50年。由于大幅降低了線型熱膨脹系數，徹底解決了塑料管材在長期受熱、受壓的情況下出現的彎曲現象。避免了因普通聚丙烯管材彎曲而重新安裝供水管道，因此在材料及性能方面可得到有效節約，適用范圍更加廣泛。

為了保證增強聚丙烯復合管材得質量，聚丙烯復合管材的擠出機是通過兩臺擠出機同時進行，增強聚丙烯復合管材得外層與內層所用同種原料通過一臺擠出機，中間層玻纖增強聚丙烯通過另一臺擠出機，將備好的料坯經過三層共擠機頭、模具擠出成型。

增強聚丙烯復合管與普通聚丙烯管比較，解決了玻纖與聚丙烯相容的問題，使管材在三層共擠的情況下不分層，從而提高了這種管材的韌性和強度。增強聚丙烯復合管的拉伸強度從通常的23～27Mpa，提高到29～32Mpa。

主要應用范圍：a.中央制冷空調管網系統。b.集中供熱采暖用管道系統。C.工業與民用建筑冷熱誰管網系統。d.一般腐蝕介質輸送管網系統。

2.總結原鋁塑管、PP-R管等管材優缺點的基礎上開發形成的產品，PP-R與合金鋁有機結合除保留了原鋁塑管、PP-R管的一切優點外，還具有剛性強、不易彎曲變形、不透光、透氧系數小、縱向回縮率低，管材與管件可直接熱熔連接，熱熔連接不漏水等特點，既可明裝，又可暗敷，它徹底解決了原鋁塑管街頭漏水，純PP-R管彎曲變形的難題。有塑料管和金屬管兩種特性，具有更好強度和耐高溫性。

PP-R塑鋁穩態復合管應用范圍更廣。可用于純凈供熱水管道系統及特殊功能管道。

(編輯／永安)