【正文】 聚氯乙烯結(jié)構(gòu)式 CH2—CH2 n CH2—CH n Cl鏈節(jié)：高分子化合物的結(jié)構(gòu)單元。如聚乙烯鏈節(jié)“—CH2—CH2—”聚合度：高分子中的鏈節(jié)數(shù)。如聚乙烯中的“n”。高分子分子量=鏈節(jié)聚合度 、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)不成直線而是卷曲為不規(guī)則的線團(tuán)。聚乙烯、聚氯乙烯都是線性結(jié)構(gòu)材料。一般來說，凡是線型結(jié)構(gòu)的塑料都是可塑的，加熱時熔化，冷卻時硬化，再受熱再熔化，這種受熱熔化的塑料稱之為熱塑性塑料。 ：溫度較低時，分子與分子之間作用力較大，分子熱運(yùn)動能力低，整個高分子鏈及鏈段不能離開原來的位置，此時高聚物表現(xiàn)為玻璃態(tài)。：溫度增高，分子熱運(yùn)動能量增加，與此同時分子與分子之間作用力逐步減小，達(dá)到某一溫度后雖然整個高分子鏈不能運(yùn)動，但分子中小鏈段發(fā)生位移，分子形狀發(fā)生拉直或卷曲。這時成為柔軟而富有彈性的高彈態(tài)。c. 粘流態(tài):溫度繼續(xù)上升，分子熱運(yùn)動能量不斷增加，整個分子鏈能夠移動，開始塑性流動，成為粘流態(tài)。如下圖：脆化玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)分解玻璃化溫度粘流溫度分解溫度溫度（℃）脆化溫度 :塑料按加熱所呈現(xiàn)的狀態(tài)可以分為熱塑料性塑料和熱固性塑料兩大類。所謂熱塑料性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料，如聚乙烯、聚四氟乙烯等；而熱固性塑料是在特定溫度范圍內(nèi)只能一次加熱熔融軟化冷卻硬化的塑料。如三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯、有 機(jī)硅等塑料。二、聚乙烯PE :聚乙烯是含碳、氫兩種元素的高分子化合物，結(jié)構(gòu)式 CH2—CH2 n 其中n為聚合度。聚乙烯隨分子量的提高，它的融熔粘度增大，斷裂強(qiáng)度、硬度、扭度、耐龜裂性、耐老化性能均有提高，但其伸長率下降。一般用熔融指數(shù)來表示平均分子量的大小。：1)聚乙烯是乳白色、半透明的熱塑性高聚合物，其物理機(jī)械性能主要表現(xiàn)為：，高壓聚乙烯（低密度聚乙烯）尤為突出，低壓聚乙烯（高密度聚乙烯）密度較大， g/cm3。聚乙烯結(jié)構(gòu)對稱，是非極性材料，因而其透氣性好。比重越大透氣性越小、反之透氣性越大。低密度聚乙烯透氣性為聚氯乙烯的3050倍。聚乙烯機(jī)械性能與結(jié)晶度有密切關(guān)系。同類聚乙烯結(jié)晶度越高，其軟化點、剛性、抗強(qiáng)拉伸強(qiáng)度越高，伸率越小。因此高壓聚乙烯比低壓聚乙烯柔軟。2）化學(xué)穩(wěn)定性:聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性與結(jié)晶度有關(guān)，結(jié)晶度越高，耐化學(xué)穩(wěn)定性越好。c有機(jī)溶劑。聚乙烯在室溫或溫度不超過60℃環(huán)境下不溶于一般有機(jī)溶劑。3）電性能。4）耐寒性5）耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性6）良好的加工工藝性能7）耐老化性能好 ：.聚乙烯耐光熱老化、氧老化性能低。.聚乙烯分子之間引力小，因而熔點低、機(jī)械強(qiáng)度不高、蠕變大.容易產(chǎn)生環(huán)境應(yīng)力開裂。.容易形成氣隙、延燃等缺陷。 通常以熔體指數(shù)來表征聚乙烯平均分子量。由線型高分子化合物的粘度可知，聚乙烯粘度同聚乙烯分子量有密切關(guān)系，分子量越大粘度越大。粘度直接反映其流動性程度。熔體指數(shù)是塑料成型加工過程中一個重要參數(shù)。熔體指數(shù)：用一標(biāo)準(zhǔn)的塑性儀，把熔融態(tài)聚乙烯保持在190℃下承受一定的負(fù)荷（一般為5Kg），在10分鐘內(nèi)，從直徑為2mm的孔中擠壓出的聚乙烯克數(shù)稱為熔體指數(shù)。5. 聚乙烯的分類 按密度的大小，聚乙烯可以分為高密度聚乙烯（HDPE）、。中密度聚乙烯（MDPE）、。低密度聚乙烯(LDPE)、。三、色母粒色母粒品種主要有給水用聚乙烯管材色母粒（黑色和藍(lán)色）；PPR管材用色母粒（灰色、綠色、白色、結(jié)紅色等）；燃?xì)夤苡蒙珬l料色母粒。其中給水用聚乙烯管材色母粒和PPR管材用色母粒應(yīng)該有衛(wèi)生檢驗檢疫部門出具的證明材料，符合GB/T17219—1998 《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)涂料的安全性評價標(biāo)準(zhǔn)》的要求。 碳黑的主要作用是屏蔽波長為290400nm的紫外線光，防止紫外光穿透管材，致管材老化。一般碳黑母料中還含有抗氧化劑，同時還能起到防止過早氧化的作用。 聚丙烯PP 由一種分子單體聚合而成的大分子稱為均聚物；由二種或二種以上的分子單體聚合而成的大分子稱為共聚物。均聚聚丙烯（PPH）就是由丙烯一種分子單體聚合而成的均聚物。而PPB和PPR則是由丙烯單體和乙烯單體聚合而成的共聚物。 聚丙烯具有無毒、無味、耐高溫的特性，是很好的供水管材原料。但在低溫條件下聚丙烯具有脆性易碎的缺點，因此國際上通過不同的方法改變其低溫脆性的缺點，研制出三代三種類型的聚丙烯產(chǎn)品。 　　六十年代初，科學(xué)家在聚丙烯中加入抗沖劑，改良出第一代產(chǎn)品——均聚聚丙烯，又名一型聚丙烯，代號：PPH。(優(yōu)點：剛性優(yōu)良；但低溫脆性差) 　　七十年代，科學(xué)家在丙烯內(nèi)加入定量的PE原料，合成第二代產(chǎn)品——嵌段共聚聚丙烯，又名二型聚丙烯，代號：PPB。 （優(yōu)點：韌性好。有較好的低溫硬性）　　九十年代，科學(xué)家通過先進(jìn)工藝研制出第三代產(chǎn)品——無規(guī)共聚聚丙烯，又名三型聚丙烯，代號：PPR。 （優(yōu)點：有較好的耐溫性，和長期的耐蠕變性能）　　用PPR原料生產(chǎn)的管材耐熱性、抗衰老性均強(qiáng)于PPH、PPB管材。PPB管材一般在水溫50℃條件下使用。而PPR管材可在連續(xù)通水水溫95℃的情況下長期使用。但PPR原料目前國內(nèi)很少生產(chǎn)，國際上也僅有少數(shù)幾家，都集中在北歐諸國。 PPR管材與管件是歐洲上世紀(jì)80年代末，90年代初推廣應(yīng)用的新型塑料管道產(chǎn)品，近年來得到了較快的發(fā)展，使用量較多的國家有意大利，德國、丹麥、土耳其等。其中意大利使用PPR管材達(dá)3000萬米，約占?xì)W洲總量的22%，占國內(nèi)給水管使用量的2/3；在德國，銅管，鍍鋅管年使用量逐年下降，塑料管材在建筑內(nèi)飲用水系統(tǒng)中呈較快速度增長，尤其是在室內(nèi)排水管應(yīng)用方面，由于PPR具有良好的耐熱性和燃燒時不產(chǎn)生有害物，在新建筑中全部采用PPR管材。 　　各種管材各有優(yōu)缺點，各有使用場合。根據(jù)文獻(xiàn)報道，堅硬性結(jié)垢是給水管網(wǎng)金屬管所獨(dú)有的二次污染因素，因而塑料管及復(fù)合管在水質(zhì)要求較高場合優(yōu)勢更明顯。在國外，使用PP—R，交聯(lián)聚乙烯(PE—X)，鋁塑復(fù)合管相對來講更廣泛，它們均具有重量輕、耐銹蝕、不結(jié)垢、不滋生細(xì)菌、使用壽命長等優(yōu)點。在德國，各種塑料管材所占市場份額為前三名的是：PE—X管占36％，PP—R管占28％，鋁塑復(fù)合管占14％。 2． PP—R的結(jié)構(gòu)和性能PP—R:無規(guī)共聚聚丙烯 的結(jié)構(gòu)式： CH3 CH3 ( CH2 CH2 CH2)Z( CH2 CH2 )y(CH2 CH2)ZPP—R是采用先進(jìn)的氣相共聚法使乙烯單體在丙烯的分子鏈中隨機(jī)地均勻聚合(乙烯單體約占3％)，因此既具有較好的低溫抗沖擊性能，又具有長期耐熱和耐壓性。 PP—R的性能指標(biāo):（見下表） 項目 試驗參 數(shù)值 熔體指數(shù)MFR/g/min 、200℃ 密度 m g/cm3 20℃ 屈服應(yīng)力 M Pa 20℃ 21 拉伸強(qiáng)度 M Pa 20℃ 40 彈性模量 M Pa 20℃ 800 斷裂伸長率 % 20℃ 、5mm/min 800 抗沖擊性能 0℃ 不斷 線性膨脹系數(shù)K1 104 導(dǎo)熱系數(shù) W/(m?k) 20℃ 根據(jù)表2可以看出，PP—R管的彈性模量很小，是鋼管的l／ 假設(shè)管段長度為10m，管道中熱水溫度高于安裝管道時的室外溫度60℃，在管內(nèi)水流量及流速相同階情況下，經(jīng)計算，PP—R管的伸縮應(yīng)力是紫銅管的l／5．8。根據(jù)上海市建筑產(chǎn)品推薦性應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(DBJ／CT50l—99)“建筑給水聚丙烯管道(PP—R)工程技術(shù)規(guī)程”增補(bǔ)部分的續(xù)表4．3．2中所查結(jié)果，矽l10的PP—R管在60℃溫差條件下的實際膨脹應(yīng)力僅為15．2kN，是紫銅管計算應(yīng)力的1／14．5?？梢?，PP—R管較小的膨脹力在較大程度上可以抵消由于其較大的變形所造成的后果。也就是說，如果用戶在管道熱膨脹方面處理不當(dāng)，由于熱膨脹造成管道損壞的可能性較小，當(dāng)然管道外觀可能橫向變形，影響美觀。 2．23. PP—R管的特點 PP—R管除具有塑料給水管的通用優(yōu)點外，還具有以下特點： (1)無毒、衛(wèi)生。它的原料是聚丙烯和聚乙烯單體共聚物，在2．1節(jié)中可知，其分子式中只有碳和氫兩種元素，也沒有加入其他有毒的改性劑，衛(wèi)生無毒。PP—R管在生產(chǎn)、使用、廢棄全過程中均不會對環(huán)境及人體產(chǎn)生不利影響，是真正的綠色管材。 (2)耐高溫、高壓、保溫性能好。PP—R管的最高耐熱可達(dá)131．3℃，最高使用溫度為95℃，長期(50年)使用溫度為可達(dá)70℃，完全可以滿足常用的工業(yè)和民用生活熱水和空調(diào)供回水系統(tǒng)。同時，PP—R管的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼管的1／200，具有良好的保溫和節(jié)能性能，還可節(jié)省保溫材料的厚度。在規(guī)定的長期連續(xù)工作壓力下，管道輸送水溫可達(dá)95℃。 (3)安裝方便且是永久性的連接。同一牌號的PP—R給水管經(jīng)熱熔連接后，連接處分子與分子完全熔合在一起，無明顯界面，整個管道連為一體，在無外力破壞及在正常的工作范圍條件下真正實現(xiàn)50年內(nèi)不滲漏。 (4)原料可回收。與其他的塑料給水管不一樣，PP—R的廢料經(jīng)清潔、破碎后可直接作為生產(chǎn)的原料，不會造成環(huán)境的污染。 　　　?、赡透g、不結(jié)垢（構(gòu)）：可避免因管道銹蝕引起的水盆、浴缸黃斑銹跡之憂，可免除管道腐蝕結(jié)垢所引起的堵塞?！　　　　、寿|(zhì)量輕：比重僅為金屬管道的七分之一?！　　　　、送庑蚊烙^：產(chǎn)品內(nèi)外壁光這滑，流體阻力小，色澤柔和，造型美觀。三、原料　　　優(yōu)質(zhì)的管道取決于杰出的材料。金德公司在PPR管材及管件生產(chǎn)上全面采用芬蘭北歐化工RA130E PPR原料，該原料被行業(yè)人士公認(rèn)為世界上最高檔的PPR原料，其優(yōu)越的性能及穩(wěn)定性，確定了金德PPR管材，管件在市場上的高品質(zhì)地位。34. PP—R管的應(yīng)用 領(lǐng)域3．1 管道的主要應(yīng)用場合 ① 建筑物內(nèi)的冷熱水管道系統(tǒng)；② 飲料食品、藥物生產(chǎn)輸送系統(tǒng)：③ 飲用水、純凈水供水系統(tǒng)；④ 中央空調(diào)供回水系統(tǒng)；⑤ 工業(yè)用水及化學(xué)物質(zhì)輸送、排放。⑥ 壓縮空氣用管：⑦其它工業(yè)，農(nóng)業(yè)用管。3．2管道的選擇 按照不同的使用場合及使用要求，從安全性、經(jīng)濟(jì)性、使用年限、安裝方式等四個因素確定PP—R管的合適規(guī)格。 目前，中國塑料管道專業(yè)委員會、全國塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會等單位正在制訂中的“冷熱水用聚丙烯(PP)管材、管件國家標(biāo)準(zhǔn)(草案)”中規(guī)定：對于熱水先根據(jù)其設(shè)計溫度及使用年限確定其應(yīng)用等級，再根據(jù)其設(shè)計壓力確定其S值，然后根據(jù)其管徑確定其壁厚；對于冷水管，直接根據(jù)其設(shè)計壓力確定其S值，然后根據(jù)其管徑確定其壁厚。 目前，由于PP—R管道的國標(biāo)尚未出臺，在設(shè)計時可根據(jù)各產(chǎn)品的企標(biāo)選定合適的規(guī)格。 (1)用戶先按產(chǎn)品在長期連續(xù)使用條件下工作壓力、溫度、壽命的變化關(guān)系來選用不同SDR(標(biāo)準(zhǔn)尺寸率)值的管材。當(dāng)系統(tǒng)安全系數(shù)C＝1．25時，企業(yè)建議熱水管采用SDR值為7．4，6，5的管材；當(dāng)系統(tǒng)安全系數(shù)C＝1．5時，企業(yè)建議熱水管采用SDR值為6或5的管材。在給定安全系數(shù)條件下，標(biāo)準(zhǔn)尺寸率SDR和公稱壓力PN有一一對應(yīng)關(guān)系。 (2)安全系數(shù)C的確定：在一般使用場合，且長期連續(xù)使用溫度不大于70℃情況下選C＝1．25；在重要使用場合，且長期連續(xù)使用溫度大于70℃，并有可能較長時間更高溫度運(yùn)行的情況下可選C＝1．5。 (3)冷水管材(＜40℃)按不同的工作壓力及安裝方式可選公稱壓力PN1．0—1．6MPa；熱水管材可按不同工作壓力、使用溫度及安全系數(shù)選用公稱壓力PN2．0—2．5MPa的管道。3．3 管道的安裝及連接 PP—R管道由于外表面光潔度好，硬度相對較高，安裝方式較靈活，可明裝或暗敷。對于經(jīng)常有人出入有可能碰撞PP—R冷水管的場合，在其外壁無保護(hù)措施的明裝條件下，建議其公稱壓力不低于PN1．6MPa。 PP—R管道的連接方式主要有兩種：熱熔連接、電熔連接。這兩種方式適用于PP—R管材與管材的連接，凡采用直埋安裝方式必須采用熱熔或電熔。電熔的施工成本較高，主要適用于最后連接或施工不方便的場合。 PP—R管道的另外兩種次要連接方式是：絲扣接和法蘭連接。這兩種方式適用于PP—R管材與金屬管或金屬配件的連接。絲扣接適用于小口徑，法蘭適用于大口徑。在水表及閥門等有可能需要拆卸的場合宜采用絲扣接或法蘭連接。 3．4 管道在設(shè)計及施工中應(yīng)注意的若干事項 各PP—R管生產(chǎn)廠家均對其產(chǎn)品的設(shè)計、使用、安裝有具體的要求，尤其要注意以下幾點： 3．4．1 熱膨脹PP—R管的線膨脹系數(shù)為0．15mm／(mK)，是鋼管線膨脹系數(shù)0．012mm／(mK)的12倍，是銅管線膨脹系數(shù)o．02mm／(mK)的7．5倍。較長的PP—R管段，如果無膨脹處理措施，在溫差較大時，對于外露的明裝PP—R管，將彎曲變形影響其美觀；對于絲扣接，將有可能導(dǎo)致滲水。對于熱膨脹的解決措施，3．5節(jié)將作詳細(xì)討論。 3．4．2 熔接操作 不同溫度下、不同管徑的PP—R管的熔接