無規(guī)共聚聚丙烯管材在建筑給水中的應(yīng)用探討

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1999年底，建設(shè)部等四部、委、局聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于在住宅建設(shè)中淘汰落后產(chǎn)品的通知》，要求在2000年6月1日前，新建住宅給水管道禁止使用鍍鋅鋼管，推薦使用塑料管道.三型無規(guī)共聚聚丙烯（PP—R）作為推薦管材，雖然國內(nèi)市場只有近兩年的應(yīng)用,市場占有率卻遙遙領(lǐng)先于其他塑料給水管,表現(xiàn)出其強(qiáng)勁的生命力.如何在建筑給水技術(shù)應(yīng)用中更加科學(xué)化，標(biāo)準(zhǔn)化，已成為一個(gè)不容忽視的問題.

1 無規(guī)共聚聚丙烯管材的變革歷程

　　聚丙稀(Polypropylene ),簡稱PP，是一種常用的聚烯烴塑料，具有良好的耐熱性和耐壓強(qiáng)度，且價(jià)格低廉，產(chǎn)量較大.但由于普通聚丙烯存在低溫脆性，長期蠕變性能差等缺陷，限制了在管道工程上的應(yīng)用.為此原料制造商與管道工程界進(jìn)行了廣泛合作，投入了大量人力、物力和財(cái)力進(jìn)行全面的研究，致力于對PP的改性，使之成為適合于管道工程的可用塑料.先后開發(fā)了均聚的PP-H（Ⅰ型），嵌段共聚的PP-B（Ⅱ型）和無規(guī)共聚的PP-R(Ⅲ型).

　　PP-R（Polypropylene -Ethylene Random Copolymer）是采用先進(jìn)的氣相共聚法，使PE(5%左右)在PP的分子鏈中隨機(jī)地均勻聚合產(chǎn)生.PP-R較PP-H、PP-B具有更好的低溫抗沖擊性能和長期蠕變性能.

　　前一時(shí)期國內(nèi)市場上曾出現(xiàn)了一種稱做PP-C的管材，它是共聚聚丙烯的統(tǒng)稱，PP-B、PP-R都屬于PP-C類，即共聚類，市場上被稱為PP-C管的實(shí)際上是PP-B管，原材料為嵌段共聚聚丙烯，價(jià)格較為便宜，而PP-R為無規(guī)共聚，PP-B的耐壓性能與PP-R相比差距較大，故不能混淆.

2 PP-R管材工程應(yīng)用特點(diǎn)

　?。?）良好的衛(wèi)生性能和保溫性能.管材原料屬聚烯烴，其分子僅由C、H元素組成，原、輔料完全達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，耐腐蝕性好，對水中所有離子不起化學(xué)作用，不會銹蝕，不僅可用于冷熱水系統(tǒng)，而且可用于直飲水系統(tǒng).PP-R管材導(dǎo)熱系數(shù)為0.21W/m·k，僅為鋼管的1/200，一般情況下不需保溫，用于熱水管道時(shí)保溫節(jié)能效果明顯.在溫度變化時(shí)產(chǎn)生的膨脹力也較小，適合嵌墻和地坪面層內(nèi)的直埋暗敷.

　　（2）較好的耐熱性能、使用壽命長.管材最高工作溫度可達(dá)95℃，在1.0MPa壓力下長期使用溫度為70℃，滿足熱水供應(yīng)的上限溫度.常溫下使用壽命可達(dá)100年以上.

　?。?）安裝方便、連接可靠.管材不僅生產(chǎn)過程簡單、設(shè)備投資少而且質(zhì)量輕，重量僅為鋼管的1/9，紫銅管的1/10，減輕了工人的施工強(qiáng)度.由于管料采用同種原料加工制作，具有良好的熱熔功能，安裝方便可靠，連接部位的強(qiáng)度大于管材本體，管件結(jié)構(gòu)不影響流量.并且管道阻力小，直管內(nèi)壁平滑，不會結(jié)垢，沿程摩擦阻力比銅管道小，管配件連接時(shí)斷面積不變.

　　(4)管材、管件的廢料可回收利用，廢料經(jīng)清潔、破碎后可直接用于生產(chǎn)管材、管件.在生產(chǎn)、施工過程中對環(huán)境無污染，民用市場占有率較高.

　　PP-R管材主要應(yīng)用于冷熱水系統(tǒng)、直飲水系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)（包括地板輻射采暖），在歐洲應(yīng)用較為普遍.例如1996年意大利民用PP-R管材達(dá)30Mm，其它各類塑料管道的應(yīng)用分別是：交聯(lián)聚乙烯管（PEX）17Mm，聚丁烯（PB）3Mm，鋁塑復(fù)合管為2Mm，僅為PP-R管材的1/15.

　　PP-R管材不足之處主要是其剛性和抗沖擊性能比金屬管道差，在貯運(yùn)、施工過程中要注意文明施工；線膨脹系數(shù)較大，為0.14～0.16 mm/m·k，在設(shè)計(jì)和施工中要特別重視支架的設(shè)置，合適地選用伸縮器，正確地敷設(shè)管道；抗紫外線性能差，在陽光的長期直接照射下會老化；材料許用應(yīng)力低，管壁厚較大，直接影響材料成本；在相同外徑下，有效流通截面比其他管材小；原材料價(jià)格居高不下.國內(nèi)生產(chǎn)PP原料的企業(yè)較多，如齊魯、上海、揚(yáng)子、燕山石化企業(yè)均能力生產(chǎn)均聚（PP-H）及共聚（PP-B），但由于過去國內(nèi)對PP-R原料沒有市場的需求，開發(fā)研制較晚，目前國內(nèi)生產(chǎn)PP-R管材原料基本上從歐洲進(jìn)口.