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改性PVC管道的詳細分析

2018-11-20 15:53:20      點擊:
一、術語名稱

1、PVC-M是改性聚氯乙烯管,PVC類管材產品的改性產品——PVC-M管的抗震性能與PVC-U相比,有過之而無不及。

2、PVC-O,中文名雙軸取向聚氯乙烯,是PVC管的最新進化形式,通過特殊的取向加工工藝制造的管材,將采用擠出方法生產的PVC-U管材進行軸向拉伸和徑向拉伸,使管材中的PVC長鏈分子在雙軸向規整排列,獲得高強度、高韌性、高抗沖、抗疲勞的新型PVC管材。

二、產品簡介

2.1、PVC-M改性聚氯乙烯管:抗沖改性聚氯乙烯(PVC-M)管是在PVC-U材料的基礎上加入適當的改性劑,以共混改性的方式生產而成的,可以在不降低強度或稍降低強度的前提下顯著地提高韌度,使材料具有優異的抗沖性、抗開裂性。飲水用PVC-M管材符合CJ/T272—2008《給水用抗沖改性聚氯乙烯(PVC-M)管材及管件》的要求。

2.1.1、PVC-M優勢:

1、優異的抗沖性能

PVC-M管材的柔韌性得到了大幅度增強,而良好的韌性提高了管材的抗沖擊性能,從而有效抵抗安裝和運輸過程對管材的外力沖擊,提高了管材抗外力破壞能力。

以dn200mm管材為例,在0℃下的落錘沖擊試驗,PVC-U管材和PVC-M的沖擊高度均為2米,但PVC-M的沖錘質量為10kg,PVC-U的沖錘質量僅為2kg。顯然PVC-M承受的沖擊能量遠遠高于PVC-U管材,說明PVC-M的韌性遠高于普通PVC-U管材。

PVC-M管材22℃、20m快速沖擊試驗更具說服力。標準要求在22℃下進行試驗,落錘質量為3~30kg(以dn200mm為例,沖錘質量達20kg),沖擊高度為20m,試驗要求所有試樣不發生脆性破壞為合格,而PVC-U管材則沒有這項要求。經過系統的對比測試發現: PVC-M管材受沖擊后均為韌性破壞,在管材外壁上沖出一個小坑,管材本體并未受到損害;但在同樣條件下做試驗,PVC-U管材受沖擊后則發生碎裂。

雖然在塑料管道施工技術規程中嚴禁對管材進行拋、摔、滾、拖,但管材在實際裝卸運輸以及安裝過程中難免受到外力撞擊, PVC-M則能有效地抵抗外力沖擊保證管道安全。

2、優異的抗開裂性能和耐點載荷的能力

在實際中管材難免受到損傷,或者因為鋪設不好產生應力集中,抗開裂性能差的管材就容易導致管道滲漏、破裂,并會因為裂紋擴展而發生脆性破壞。經驗證明過去PVC-U管道的多數事故是“低應力脆斷”,也就是抗應力開裂性能差。



2.2、PVC-O,中文名雙軸取向聚氯乙烯,是PVC管的最新進化形式,通過特殊的取向加工工藝制造的管材,將采用擠出方法生產的PVC-U管材進行軸向拉伸和徑向拉伸,使管材中的PVC長鏈分子在雙軸向規整排列,獲得高強度、高韌性、高抗沖、抗疲勞的新型PVC管材。

2.2.1、生產原理及理論

1、高分子材料的拉伸取向機理

高分子材料的拉伸取向過程是材料在玻璃化溫度與熔融溫度之間(一般在軟化點附近)的溫度條件下,在外力的作用下,分子從無序排列向有序排列的過程。高分子分子鏈由于實現了有序排列,材料由各向同性轉變為各向異性,即材料沿分子取向方向的強度大大增加,而垂直于拉伸方向的強度大大減小,也就是說,材料通過拉伸取向,將垂直于拉伸方向的強度疊加到沿分子取向方向的強度上。雙軸拉伸是材料通過雙向拉伸,將垂直于雙向拉伸這個拉伸面的強度疊加到拉伸面方向的強度上,由此增加了材料拉伸面方向的強度。高分子材料的拉伸取向廠定要在玻璃化溫度與熔融溫度之間進行,如果低于玻璃化溫度,分子鏈處于被凍結狀態,在這個溫度條件下進行拉伸,只會造成材料受強迫拉伸而破壞。如果高于熔融溫度,分子鏈能自由運動,受拉伸的分子鏈不能實現取向作用。只有在玻璃化溫度與熔融溫度之間,最好在材料軟化點附近,才能實現和保持最有效的分子取向。

2、比率和拉伸速率

拉伸取向,用通俗的話來講,就是將卷曲的分子鏈拉直并沿拉伸的方向排列。適當增加拉伸比率,則分子取向程度加大,材料的強度也同時加大。但過分加大拉伸比率會導致材料的破壞,用通俗的話來講,就是材料的分子鏈被拉斷,材料受到了破壞。另外,如果拉伸溫度偏高,拉伸速率過低,分子鏈在拉伸的過程中會產生松弛,即分子鏈在拉伸的過程中有足夠的時間和能力回復到原來的卷曲狀態,使取向程度降低。因此,要獲得較為理想的取向度,應當制定合理的拉伸溫度和較快的拉伸速率,并及時將拉伸后材料的溫度降低到玻璃化溫度以下。

3、PVC-U管材的雙軸拉伸

PVC屬于非結晶型的無定型塑料,由于分子中的氯具有較大的極性,因此呈剛性,玻璃化溫度較高,沒有明確的熔點。這種性能的管材,與其他結晶型的聚烯烴管材相比,較適合于進行雙軸拉伸取向。PVC管材在成型過程中很容易進行單軸拉伸取向。 PVC管材在成型過程中很容易進行單軸拉伸取向,即軸向拉伸取向,只要增加管材牽引和擠出的速比即可實現這種取向。但這種軸向拉伸取向對管材的性能來講是毫無意義的,因為它雖然通過拉伸取向增加了管材取向的強度,但卻降低了管材徑向(即環向)的強度,這對于塑料管材,尤其是給水管材來說,是十分有害的,因為它會大大降低管材的液壓爆破強度,這也是管材的質量標準中要規定管材的縱向回縮率一定要小于等于5%的原因。 理想的拉伸取向應當是雙向的,即雙軸拉伸取向,通過雙軸拉伸取向,既增加了管材的軸向強度,同時也增加了管材的徑向(即環向)強度。也就是說,通過雙軸拉伸取向,提高了管材的整體性能。在管材材料強度大大增加、管材原有液壓爆破強度基礎上,通過降低壁厚的方法節省原料,降低產品的成本。


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