聚乙烯（PE）管材發展前景分析

田 萍，郭中麗

（太原市塑料研究所，山西 太原 030024）

1 引言

塑料管材以其耐腐蝕、耐老化、環保安全而越來越受到人們的青睞,新型塑料管材不僅能大量替代鋼材、木材、水泥等傳統建筑,而且還具有節能、節材、保護生態、改善居住環境等特點。特別是近幾年來,國際上塑料管的一個明顯的發展趨勢是給排水及輸氣聚乙烯管發展速度很快。自1998年慕尼黑國際煤聯LGU配合委員會會議一致推薦用PE埋地、燃氣管道作為配輸管以來，經世界各國塑料行業研究開發，PE管道已發展成多品種、多應用領域管材，廣泛應用于建筑給排水、城鎮給排水、供熱采暖、化工醫藥等領域。據統計資料表明，PE管道每年以15%速度上升，并且逐漸占據主導地位。

2 聚乙烯原材料基本性能和用途

聚乙烯（PE）是由乙烯單體聚合而成的。以聚乙烯樹脂為基材，添加少量抗氧化劑、爽滑劑等塑料助劑后造粒制成的塑料稱為聚乙烯塑料。用作生產電纜護套和管材的低密度聚乙烯（LDPE），熔體流動速率為0.3～0.7 g/10 min，密度為0.921～0.922 g/cm3；用做生產水管的LDPE，熔體流動速率為0.6～0.8 g/10 min，密度為0.920 g/cm3。高密度聚乙烯（HDPE）擠出管材專用樹脂一般為丁烯或乙烯共聚物，共聚單體的加入使材料的耐環境應力開裂性能得到改進。作為供水管、輸送化學液體的管材原料，HDPE樹脂熔體流動速率為0.11～0.14 g/10 min，密度為0.952～0.955 g/cm3，耐環境應力開裂C10為400 h；土建工程大型管道和下水道管材用HDPE樹脂，熔體流動速率為0.03～0.04 g/10 min，密度為0.961 g/cm3，耐環境應力開裂F50為1 000 h；水管、燃氣管、波紋管、淤泥輸送管用樹脂，熔體流動速率為11～14 g/10 min（標準負荷為211.68 N），密度為0.939～0.945 g/cm3，耐環境應力開裂F50為1 000 h。

為了提高使用壽命，聚乙烯中加入抗氧化劑、紫外線吸收劑、光屏蔽劑（炭黑）十分有效。加入填料可降低管材成本，并相應改善加工性能。

3 幾種主要的聚乙烯（PE）管種類

（1）給水用聚乙烯（PE）管材：適用于溫度不超過40℃，一般用途的壓力輸水，以及飲用水的輸送。

（2）燃氣用埋地聚乙烯（PE）管材：是用來輸送煤氣、液化氣和天然氣的塑料管。具有優良的耐低溫性、耐化學腐蝕性且電絕緣性能好。

（3）埋地用聚乙烯（PE）雙壁波紋管：適用于長期溫度不超過45℃的埋地排水和通訊套管用聚乙烯雙壁波紋管，亦可用于工業排水、排污等。

（4）噴灌用低密度聚乙烯管材：主要用于噴灌、排灌及其他水利、水電等。

（5）冷熱水用交聯聚乙烯（PE-X）：主要用于工業及民用冷熱水、飲用水和采暖系統，交聯聚乙烯是聚乙烯改性的一種方法，工業上常用的交聯聚乙烯有輻射交聯聚乙烯、過氧化物交聯聚乙烯和硅烷交聯聚乙烯，聚乙烯通過交聯可使其大分子鏈之間發生部分交聯反應而改變其物理力學性能。特別是過氧化物交聯聚乙烯管材具有優良的衛生和綜合性能，因其舒適、節能、環保等獨特優勢成為新一代的綠色管材，目前廣泛用于熱水輻射供暖，與傳統采暖方式相比，該取暖具有20%~30%的節能效果。

（6）埋地用聚乙烯（PE）纏繞結構壁管材：主要用于長期溫度在45℃以下的埋地排水、埋地農田排水等工程。

（7）冷熱水用耐熱（PE-RT）管材：用于冷熱水管道系統，包括工業及民用冷熱水、飲用水和熱水采暖系統等。

（8）埋地排水用鋼帶增強聚乙烯（PE）螺旋波紋管:主要用于雨水、污水、廢水排放系統。

4 聚乙烯（PE）管材的優點

（1）管材用PE材料取得重大發展。隨著研發力度的不斷加大,新一代高強度管材專用PE料不斷涌現，不只使用PE63等級PE材料，并且出現了PE80級、PE100級產品，材料升級換代使PE管各種應力顯著提高。

（2）PE管柔韌且可熔接。具有獨特的柔韌性，物理力學性能較好，鋪設時移動、彎曲和穿插很容易,有著新穎用途；直徑小的PE管可用長盤管方式供貨。運輸、安裝十分方便，較大直徑PE管一般可在地面上連接好后再鋪入管溝，施工鋪設方便，某些場合下可不挖管溝，而用頂管技術鋪設PE管；可用長管沉入法在江、湖、河、海水底鋪設PE管，也可在沙漠上不挖溝鋪設PE輸水管；可用PE管做內補管修復舊排水管。

（3）低溫韌性比PVC管好。在華北及西北地區，冬季氣溫一般在0～30℃。PVC管會變硬變脆，但PE管即使溫度低至－30℃，PE管依然保持良好的柔韌性，不會變脆。

（4）PE管對人體及環境均沒有損害。傳統的管網主要以鋼管、鑄鐵管、水泥管及黏土管為主，普遍存在耗能高、易產生環境污染等特點。缺點：①使用壽命短，一般為5～10年；②耐化學抗腐蝕性能差；③水利學性能不好；④施工成本高，周期長；⑤管道整體性差，易泄漏。而PE管具有：①內壁光滑、阻力小、水流通量大，也就是水利學性能好；②密封性好；③壽命50～100年，耐化學腐蝕性強，密封性好；④管質輕、長度大、接頭少、連接方便、施工快捷且費用少。

5 PE管材前景廣闊

聚乙烯（PE）管材品種較多，產品檔次與國際先進水平差距越來越小，我國高度重視建設節約型社會問題，塑料管具有節能、節水、節地、節材“四節”特點，應用市場有越來越大的空間。

隨著我國住宅產業的快速發展，城市供水管網改造的步伐加快，排水和污水處理等塑料管道的應用保持著良好的增長速度，為建筑塑料管道提供了廣闊市場。其中，農用管道是塑料管應用最為成功的大市場，我國農村尚有3.2億人處于飲用水不安全狀態，國家規劃到2015年要基本解決農村飲用水安全問題，這是應用前景十分廣闊的領域。

6 存在的問題與建議

（1）原材料品種少，質量不穩定，研發力度不夠。

（2）劣質產品沖擊市場嚴重。

加大對管材料加工性能的研究，規范化管理市場，嚴格執行質量管理制度，在國家相關政策引導下進一步開拓新領域，使我國的管材行業健康快速發展。

7 結束語

綜上所述，聚乙烯（PE）管材的特性決定了管材應用優勢明顯，在國家相關政策領導下，其引領著建筑市場的新時尚，市場發展前景廣闊。