導讀: PP-R是丙烯和乙烯的無規共聚物, PP-R管材是由PP-R樹脂經擠出成型而製成, 於20世紀80年代末90年代初開發應用的塑料管道產品. 它以其自身優異的性能和較廣泛的應用領域, 已在塑料管材市場佔據一席之地, 是公認的綠色環保產品. 但是, 由於PPR管道耐低溫性能較差, 給管道的運輸, 安裝和使用都帶來了一定的局限性, 特別是冬季在我國北方地區. 所以, 如何提高PPR管道的耐低溫性能, 尤為重要.
一, 什麼是PPR管道
PP-R是無規共聚聚丙烯, 也就是我們所說的Ⅲ型PP. 它是由丙烯單體和少量乙烯單體在加熱, 加壓和催化劑作用下無規共聚得到的, 是共聚PP的一種. 相對於均聚PP, 具有優異的衝擊性能, 但是價格較高.
PPR管道主要分為兩種: 冷水管和熱水管. 不僅可以用於普通水管管道, 還可以用於純淨飲用水系統. 冷水管和熱水管的最大區別在於管壁的厚度:
(1)冷水管管壁約為2.8-3.5mm, 管壁外側有藍色標示線;
(2)熱水管管壁約為4.2mm, 壁側有紅色標示線;
(3)熱水管管壁較厚, 可替代冷水管使用, 但是冷水管是絕不可以頂替熱水管.
二, PPR管道為什麼存在低溫脆性
PP-R管在5℃以下就具有一定低溫脆性, 在中國大多數地方冬季的溫度都在5℃以下, 所以嚴重影響了其使用性能. 那麼為什麼會出現這種情況?
PPR分子結構中乙烯單體隨機地分布到丙烯長鏈中, 其中乙烯單體一般控制在3-5%之間. 乙烯含量和乙烯與丙烯的聚合方式決定了其具有冷脆性的特點. 也就是我們常說的玻璃化轉變溫度(Tg). 溫度較低時, 分子結構中部分支鏈和連段被規定, 不能自由的運動, 所以在受到外界衝擊時, 分子之間不能通過運動, 將外界的能量轉化為內摩擦熱能消耗掉, 所以變現為低溫脆性.
外在表現也就是, 在氣溫較低的情況下(尤其在冬季), 管材在低溫下柔韌性有所降低, 剛性增強, 表現為脆性. 在外力衝擊或過大的意外載荷作用下, 可能出現管材直線開裂等情況. 並且開裂情況是由內管開始, 向外管延伸.
三, 低溫脆性的危害
由於管道在溫度較低時, 會表現出脆性. 所以, 給運輸, 安裝和使用過程中都帶來一定的風險.
(1)冬季運輸過程中, 管道會在運輸途中受到外力的撞擊, 導致破裂, 影響使用性能, 所以需要增加保護措施, 這些都會造成成本的增加;
(2)在低溫環境中, 給管道的安裝帶來了很大的不便, 影響施工效率. 所以在冬季施工時, 應注意建築給水聚丙烯(PP-R)管道的低溫脆性的特點, 並制定相應施工方案.
(3)最大的危險是潛在的, 冬季管材在運輸, 在工地及安裝過程中因外力致傷, 這些缺陷可能用肉眼無法觀察到, 但是會在使用過程中出現脆性和韌性(輸送熱水時)爆管. 危及人身安全.
四, 改善低溫脆性的方法
(1)與聚乙烯PE共混 , PE的低溫脆化溫度可以達-70度, 添加適量的PE可以改變PP耐低溫性能, 但是PE添加過量會影響PP產品的硬度及分層, PE要為線性料最好.
(2)聚烯烴POE增韌 , POE具有熱塑性彈性體的一般特性, 密度小, 耐熱性, 耐寒性優異, 使用溫度範圍寬廣, 是改變PP耐低溫比較理想的材料, 通常添加3%-15%可以使聚丙烯PP達到-20度, 使用POE耐寒級來增韌PP, 不僅改變原有PP更加耐低溫, 衝擊確定也會有所增加.
(3)三元乙丙橡膠EPDM增韌 , EPDM最主要的特性就是其優越的耐氧化, 抗臭氧和抗侵蝕的能力以及耐低溫脆化性, 使用EPDM耐寒顆粒來改變PP耐寒低溫性可以達到-40度. 成本相對比POE高些, 但是性能是無法相比的.
(4)PPR可以與PPB共混 , PPB的低溫脆化溫度要比PPR要好, 添加適量的PPB可以改變PPR耐低溫性能.
(5)PPR可以通過改自身結晶方式, 來改變管材的低溫脆性 , 主要是在生產過程中改變管材的冷卻溫度.