PVC-U管道是以衛(wèi)生級(jí)聚氯乙烯(PVC)樹脂為主要原料,加入適量的穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑、增色劑等經(jīng)塑料擠出機(jī)擠出成型和注塑機(jī)注塑成型,通過冷卻、固化、定型、檢驗(yàn)、包裝等工序以完成管材、管件的生產(chǎn)。
在當(dāng)今世界上,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種塑料管道層出不窮,但是,PVC管道仍是用量最多的管道,全球年產(chǎn)超過1000萬噸,我國年產(chǎn)超過100萬噸。但PVC管材也有其致命的缺點(diǎn),就是PVC材料的韌性較差,在使用過程中,較容易受到外力的撞擊而產(chǎn)生脆性破壞,因此,盡管PVC的強(qiáng)度高,但設(shè)計(jì)應(yīng)力并不高,PVC-U的設(shè)計(jì)系數(shù)C取2.5-2.0,否則,就不能安全使用50年。韌性差的缺點(diǎn)削弱了強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。為了避免這些缺點(diǎn),PVC管的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)很高,例如管材的使用壓力十來公斤,試驗(yàn)壓力要達(dá)幾十公斤,其結(jié)果是管壁必須加厚,這就造成了材料的浪費(fèi)。
進(jìn)入21世紀(jì),PVC-U給水管遇到許多競爭對(duì)手,尤其是遭到具有優(yōu)異的韌性和抗水錘能力的PE管的競爭。盡管PE管在強(qiáng)度、耐老化、價(jià)格(對(duì)石油的依賴性大)以及安裝方便性等方面都不如PVC管,但人們對(duì)PE管的安全性普遍信任度較高,產(chǎn)品的市場占有率也有逐漸升高的趨勢。在這種情況下,PVC管何去何從?是降低成本質(zhì)量,與PE管低價(jià)位競爭,還是進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,從技術(shù)上加以改進(jìn),既保持PVC-U原有的高強(qiáng)度特性,又避免PVC-U的脆性缺點(diǎn),是我們急需要研究考慮的問題。
大量研究證明,如果通過適當(dāng)改性,可以在不降低強(qiáng)度或稍降低強(qiáng)度的前提下顯著提高PVC-U的韌性,就能安全的采用較高的設(shè)計(jì)應(yīng)力,達(dá)到既安全,又節(jié)約材料的目的。因此,研制開發(fā)高抗沖的PVC-U管材,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,也具有良好的發(fā)展前景。
聚氯乙烯管道系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新
必須解決的問題:
1.克服韌性較差的缺點(diǎn):應(yīng)用物理和化學(xué)的方法,大大增加PVC-U的韌性;
2.保持強(qiáng)度較高的優(yōu)點(diǎn):在大大增加PVC-U韌性的同時(shí),不降低或少降低PVC-U的物理機(jī)械強(qiáng)度;
3.降低產(chǎn)品成本:在大大增加PVC-U的韌性,不降低或少降低PVC-U物理機(jī)械強(qiáng)度的條件下,提高PVC-U管材的設(shè)計(jì)應(yīng)力,降低PVC-U管材的設(shè)計(jì)使用系數(shù),降低管材的壁厚,從而降低管材的成本;
4.擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域:由于大大增加PVC-U的韌性,降低了PVC-U管材的設(shè)計(jì)使用系數(shù),使得PVC-U管材的應(yīng)用領(lǐng)域可以擴(kuò)大到應(yīng)用于壓縮空氣管(不會(huì)爆裂);應(yīng)用于非開挖鋪設(shè)和修復(fù);應(yīng)用于工作條件惡劣、要求高強(qiáng)度、高韌性的礦山用管等。