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引言
在世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中,人們對(duì)通用樹(shù)脂的需求不斷提高,其中,PE和PVC的產(chǎn)能和消費(fèi)穩(wěn)居全球前三。中國(guó)主要樹(shù)脂的生產(chǎn)量、進(jìn)口量、出口量和消費(fèi)量不僅數(shù)量龐大,而且均有較快的增長(zhǎng),據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),我國(guó)PE的生產(chǎn)量為1745萬(wàn)噸,進(jìn)口量約為1667萬(wàn)噸,是我國(guó)第一大消費(fèi)塑料,而PP和PVC則能基本實(shí)現(xiàn)自給自足。那么,面對(duì)如此龐大的消費(fèi)基礎(chǔ),我們應(yīng)該如何選擇和使用這兩種材料,或者說(shuō)它們相互間到底存在什么差異呢?下面就來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下吧。
原料分析
微觀對(duì)比
(1)PE分子僅由碳(C)、氫(H)元素呈一定規(guī)則排布構(gòu)成,其聚合單體為乙烯分子。由于單體分子高度對(duì)稱,單體聚合時(shí)無(wú)明顯方向性,PE分子較為規(guī)整,所以結(jié)晶度會(huì)較高,熔點(diǎn)較為明顯。從整體分子骨架看來(lái),不同碳?xì)湓娱g偶極矩可以矢量加和而相互“抵消”,分子偶極矩為0,所以,PE分子是無(wú)極性的。
(2)PVC分子由碳(C)、氫(H)、氯(Cl)元素構(gòu)成,其聚合單體為氯乙烯分子。由于氯乙烯單體的不對(duì)稱結(jié)構(gòu),聚合時(shí)分子間碰撞成鍵的方向性不同,導(dǎo)致各種局部結(jié)構(gòu)存在差異,分子鏈整體規(guī)整性不高,結(jié)晶度低,約為10%,所以聚氯乙烯是無(wú)定形材料,導(dǎo)致熔點(diǎn)不明顯,熔程寬。從整體分子骨架來(lái)看,由于C-Cl間的偶極矩與C-H間的偶極矩在數(shù)值上不相等,存在的偶極矩?zé)o法被矢量加和而“抵消”,所以PVC分子的偶極矩不為0,PVC分子是一類極性分子。
宏觀對(duì)比
(1)外觀:
由于原料廠商的生產(chǎn)工藝以及兩種原料在成型過(guò)程中的特點(diǎn),大多數(shù)PE原料制成無(wú)色透明顆粒狀,PVC為微黃色粉末狀。PE材料在管材中的應(yīng)用,更多的是先與其他助劑制成混配料,再投入到生產(chǎn)中,這樣有利于助劑的分散混合;而PVC制品的配方體系較為復(fù)雜,其中粉體、液體助劑居多,粉末狀的PVC樹(shù)脂有利于各類助劑的分散均勻,穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量。
聚氯乙烯(PVC)
聚乙烯(PE)
(2)原料特性
從原料性能上看,PE和PVC是兩種差距非常大的材料,PE主要表現(xiàn)出高柔韌性、耐低溫的特點(diǎn),但強(qiáng)度較低是PE材料的最大缺點(diǎn),所以通過(guò)各種改性手段來(lái)提高其強(qiáng)度是一個(gè)熱點(diǎn)研究方向;PVC強(qiáng)度較高,但是具有韌性較差,低溫脆性較為明顯的缺點(diǎn)。
產(chǎn)品分析與對(duì)比
PE與PVC的管材制品在各種領(lǐng)域上有一些類似的應(yīng)用,這些應(yīng)用主要體現(xiàn)在給排水領(lǐng)域,我們可以通過(guò)以下表格對(duì)比相似產(chǎn)品的差異。
PE給水管
原材料:
PE混配料
工藝:
單螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
熱熔/電熔對(duì)接
產(chǎn)品尺寸
dn16-dn2500
用途:
輸送飲用水和一般用途水,水溫不大于40℃。
其他特點(diǎn):
高柔性,抗地面不均勻沉降能力強(qiáng),可生產(chǎn)需大口徑給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)用管材。
PVC-U給水管
原材料:
PVC-U混配料
工藝:
雙螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接
產(chǎn)品尺寸
dn20-dn1000
用途:
輸送飲用水和一般用途水,水溫不大于45℃。
其他特點(diǎn):
較PE給水管強(qiáng)度高
PVC-M給水管
原材料:
PVC+抗沖改性劑等助劑
工藝:
雙螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接
產(chǎn)品尺寸
dn63-dn800
用途:
輸送飲用水和一般用途水,水溫不大于45℃。
其他特點(diǎn):
高韌性,抗沖性好。
PE雙壁波紋管
原材料:
HDPE樹(shù)脂+助劑
工藝:
雙機(jī)共擠
連接方式:
承插式彈性密封圈連接
產(chǎn)品尺寸
dn100-dn1200
用途:
埋地排水、排污工程和通訊護(hù)套管,對(duì)材料的耐化學(xué)性和耐溫性評(píng)價(jià)后亦可用于無(wú)壓埋地工業(yè)排污。
其他特點(diǎn):
承壓能力較高,且抗地面不均勻沉降能力強(qiáng)。
PVC-U雙壁波紋管
原材料:
PVC-U樹(shù)脂+助劑
工藝:
雙螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接
產(chǎn)品尺寸
dn100-dn1000
用途:
無(wú)壓市政埋地排水、建筑物外排水、農(nóng)田排水、通訊電纜穿線用套管,考慮到材料的耐化學(xué)性和耐溫性后亦可用于無(wú)壓埋地工業(yè)排污。
其他特點(diǎn):
一定條件下承壓能力較小。
無(wú)壓埋地排污、排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管
原材料:
PVC-U樹(shù)脂+助劑
工藝:
雙螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
dn110-dn1000均可采用承插式彈性密封圈連接,dn110-dn200亦可采用溶劑粘接
產(chǎn)品尺寸
dn110-dn1000
用途:
無(wú)壓埋地排水排污,考慮了材料的耐化學(xué)性和耐熱性也可用于工業(yè)用無(wú)壓埋地排污。
其他特點(diǎn):
不可用于建筑內(nèi)排水排污。
非開(kāi)挖工程用聚乙烯(PE)管
原材料:
PE100或PE100-RC聚乙烯混配料
工藝:
單螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
熱熔/電熔對(duì)接
產(chǎn)品尺寸
dn63-dn1200
用途:
非開(kāi)挖鋪設(shè)的城鎮(zhèn)給水、排水、再生水和燃?xì)庥霉艿溃ぷ鳒囟炔怀^(guò)40℃。
其他特點(diǎn):
高柔性,但強(qiáng)度較低。
PE灌溉管
原材料:
PE混配料
工藝:
單螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
熱熔/電熔對(duì)接
產(chǎn)品尺寸
dn16-dn2500
用途:
適用于水溫不大于40℃,最大工作壓力(MOP)不大于2.0MPa,一般用途的壓力輸水和飲用水輸送。
其他特點(diǎn):
高柔性,但強(qiáng)度較低。
PVC-U灌溉管
原材料:
PVC-U樹(shù)脂+助劑
工藝:
雙螺桿擠出機(jī)擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接
產(chǎn)品尺寸
dn20-dn1000
用途:
適用于建筑物內(nèi)或室外的埋地給水。
其他特點(diǎn):
強(qiáng)度較高。
從整體來(lái)看,PE管材制品與PVC管材制品的更多的是體現(xiàn)在連接方式、產(chǎn)品口徑與物理性能等的區(qū)別,PE管材制品可生產(chǎn)的產(chǎn)品口徑較大,熱熔對(duì)接的方式使產(chǎn)品的密封性更好,但是PE制品的強(qiáng)度一直以來(lái)是限制該種材料應(yīng)用領(lǐng)域的致命弱點(diǎn)。在制作PVC大口徑產(chǎn)品時(shí),由于壁厚較大,定徑較為困難,限制了其管材生產(chǎn)口徑的擴(kuò)大,但是PVC管材制品的強(qiáng)度較高,適用領(lǐng)域相對(duì)較廣。
總結(jié)
總的來(lái)說(shuō),PE和PVC作為世界三大通用塑料,在日常生活中已經(jīng)占據(jù)了不可替代的作用,據(jù)國(guó)外市場(chǎng)研究人員調(diào)查數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2023年,全球HDPE和PVC需求量將增長(zhǎng)4.6%和3.5%,其中增長(zhǎng)速度最快的是PE材料。兩種材質(zhì)在管材的應(yīng)用中各有千秋,各具特色,人們可以根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境來(lái)選擇相應(yīng)材質(zhì)的管材,亞通致力于管材的研發(fā)與生產(chǎn),充分做到高質(zhì)量與綠色環(huán)保相結(jié)合,不斷研發(fā)生產(chǎn)出跟進(jìn)社會(huì)發(fā)展步伐、令顧客使用舒心的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。