PVC顆粒|三種硬質PVC給水管材性能對比分析

塑料給水管主要包括聚氯乙烯、E、PPR、PB、鋼塑復合管、鋼絲增強聚乙烯管等。由于塑料管重量輕，衛生性能好，水流阻力小，耐腐蝕性克服了其他傳統給水管紅水、黑水等現象。隨著建設的大力推廣，它得到了廣泛的應用。由于PVC樹脂價格低廉，PVC給水管在各種給水塑料管中性價比高，實際應用量大。

隨著國內PVC樹脂生產、添加劑品種和加工設備的技術進步，用戶對產品衛生性能、連接安全性和機械性能的要求也逐步提高。為了滿足用戶的要求，國內PVC管道制造商開展了大量的研發工作。供水管道產品類型逐步豐富，相關產品標準頒布實施。目前，硬PVC供水管道主要分為三類：PVC-U、PVC-M和PVC-UH。這些產品的標準分別為GB/T10002.1-2006、GB/T10002.2-2006、GB/T32018.1-2015、給水抗沖性改性PVC（PVC-U）管道系統第一部分：管道、CJ/T493-2016、給水高性能硬PVC管道和連接。

2三種管道的性能比較。

雖然三種硬聚氯乙烯管的基材都是聚氯乙烯，但在物理性能、機械性能、液壓性能、最小強度、設計應力、連接方式等方面存在一定的差異。

2.1物理性能。

管道的物理性能主要包括密度、維卡軟化點、縱向回縮率、二氯甲烷浸泡、丙酮浸泡等。

密度是樣品質量與一定溫度的比例，影響聚氯乙烯管密度的主要因素是填料的增加；維生素卡軟化點是評價熱塑性塑料高溫變形趨勢的一種試驗方法。該方法是在等速加熱條件下，將1mm2的標準壓針刺入熱塑性樣品表面1mm深的溫度。通過控制維生素卡軟化點，可以控制硬聚氯乙烯管中增塑劑的添加；縱向回縮率表示擠壓拉伸冷卻過程的合理性和匹配性，通過控制該指標可以改進擠壓生產過程。測試方法是在給定溫度的恒溫介質中保持規定的時間，確定加熱前后標記之間的距離，并以相對原標記長度變化的百分比表示。聚氯乙烯管的塑化質量（凝膠化）和均勻性與管道的強度和韌性密切相關。二氯甲烷溶解度參數為19.80（J/cm3）1/2，聚氯乙烯溶解度參數為19.40-20.50（J/cm3）1/2。前者在后者范圍內，聚氯乙烯顆粒二氯甲烷的溶解能力明顯高于塑料。因此，采用該試驗方法可以評價聚氯乙烯管的塑化和均勻性

以上四種性能密度、維卡軟化點、縱向回縮率、二氯甲烷浸泡三種硬質PVC管材均有要求，指標相同。

除上述四項指標外，PVC-UH管還規定丙酮浸泡，丙酮溶解度參數為20.50(J/cm3)1/2，與PVC溶解度參數最大值相等。但與二氯甲烷相比，丙酮與聚氯乙烯的相容性略差，因此通過二氯甲烷浸泡試驗的樣品一般合格。

2.2力學性能。

三種管道的力學性能包括落錘沖擊、壓扁試驗、表觀環向拉伸強度、高速沖擊、C-環韌性、切口管液壓試驗、管靜液壓強度6項，要求和指標如表2所示。

落錘沖擊(0°C)是指落錘從規定高度沖擊樣品規定的部位，用肉眼觀察樣品沖擊后產生裂縫，裂縫或樣品破碎的樣品為破壞樣品，然后除以沖擊總數的真實沖擊率(TIR)，三種管道對性能要求相同；壓扁試驗，選擇規定長度的樣品150mm，將其水平放置在兩個平板之間，在平板垂直方向對樣品施加均勻壓力，指導兩個平板之間的距離達到管道外徑的40%停止加壓，壓縮過程在2-5min內完成，然后移除加載壓力，檢查樣品是否破裂，只需PVC-UH；表觀環向拉伸強度，測試按照ASTMD2290的規定進行。具體測試方法如下。樣品寬度為12.7-50.8mm，樣品安裝在圖2所示的工裝上，以12.7mm/min的速度在拉伸試驗機上拉伸，記錄屈服拉力(最大拉力)，表觀環向拉伸強度按公式計算。

3小結

(1)PVC-UH管的性能要求明顯高于PVC-U和PVC-M管，主要體現在液壓試驗的力學性能上。其20°C和1小時液壓試驗的環應力為42MPa，明顯高于PVC-U的36-38MPa。

(2)從管道韌性和耐應力開裂性能要求來看，PVC-M管道要求高于PVC-U、PVC-UH，其機械性能規定了高速沖擊、C-環韌性、切口管液壓試驗，而PVC-U、PVC-UH均未規定上述指標。

(3)從設計應力來看，PVC-M為16MPa，遠高于PVC-U，PVC-UH為10-12.5MPa。

(4)PVC-UH采用集成鋼骨架膠圈連接方式，預置在管道中可有效避免施工過程中膠圈頂翻的問題。

（5）PVC-UH規定了管道中使用的原材料的MRS，這將促進硬PVC管道的質量穩定性。應該說，PVC-UH是PVC-U管道的升級版