如何有效预防PPR管脆性破裂.pdf

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1、材料研究与应用广东建材2013年第4期如何有效预防PPR管脆性破裂周祥克[联塑科技发展(贵阳)有限公司]摘要：本文分析了PPR管的物理、化学性能及产生脆性破裂的原因，并提出了预防PPR管脆性破裂的一些措施及建议。关键词：PPR管：脆性破裂；退火；结晶度1前言PPR管(无规共聚聚丙烯)是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。由于PPR管具有保温节能、绿色环保和优异的耐热、氧稳定性与卫生等优点，广泛应用于冷、热水给水管及高、低温暖气连接管等领域。由于其优良的物理机械性能、成型加工性能以及良好的化学稳定性、耐热性、抗蠕变性等，这一新型塑料管道产品在短时间内得到迅速的发展，广泛应

2、用于各类建筑的冷热水系统。我国对PPR管材的研制开发相对较晚，在98年左右才真正开始，但发展十分迅速。近几年，由于国家政策的导向和国内市场对PPR管材的需求，从而使PPR管材在国内市场得到了迅速的发展。随着建筑行业材料更新换代的迫切要求，国内许多企业看好这一市场，纷纷投资建厂，进行聚丙烯管材生产线的建设，使得PPR管材成为市场开发与应用的热点，并逐渐得到用户的青睐。1999年12月，国家建设部等部委发文，要求自2000年6月1日起，在冷水领域，强制淘汰铸铁管和镀锌管；在热水领域，限时淘汰铸铁管和镀锌管，推广使用绿色新型环保塑料管道。在国家政策的引导下，PPR管材在市场上显示出

3、强劲的生命力，其发展前景十分看好。2PPR材料性能(1)物理性能：一般地说，无规PP共聚物比PP均聚物的挠曲性好而刚性低。它们在温度降至0℃时，还能保持适中的冲击强度，而当温度降至-20℃时，有用性就有限了。共聚物的弯曲模量(1％应变时的割线模量)在4831034MPa范围内，而均聚物则在1034～1379MPa范围内。PP共聚物材料的分子量对刚性的影响不如PP均聚物的大。(2)化学性能：无规PP共聚物对酸、碱、醇、低沸点碳氢化合物溶剂及许多有机化学品的作用有很强的抵抗力。室温下，PP共聚物基本不溶于大多数有机溶剂。而一22一且，当暴露在肥皂、皂碱液、水性试剂和醇类中时，它们

4、不象其它许多聚合物那样会发生环境应力断裂损坏。当与某些化学品接触时，特别是液体烃、氯代有机物和强氧化剂，能引起表面裂纹或溶胀。非极性化合物一般比极性化合物更容易为聚丙烯所吸收。3PPR管材的生产加工工艺PPR管的生产工艺为挤出成型工艺，首先加料斗内的PP-R原料靠自重进入挤出机，在挤出机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出，进入定型台，定型后的管材经牵引机，通过定长测定，由切割机切断，管材经检验合格后入库。管材生产工艺流程：PPR原料一真空吸送上料一料斗贮存一进料一挤压成型一冷却定型一牵引一切割一检验一入库。管材挤出参数：①螺杆转速5"--38r／min，②机筒温

5、度分布：l～2区180190℃、3～4区200210℃，模具温度200℃，牵引速度2～20m／min。4PPR管材脆性破裂原因分析PP—R是无规共聚聚丙烯，也就是我们所说的III型聚丙烯。它是由丙烯单体和少量乙烯单体在加热、加压和催化剂作用下无规共聚得到的。乙烯单体随机地分布到丙烯长链中，其中乙烯单体一般控制在3％～5％之间。乙烯含量和乙烯与丙烯的聚合方式决定了其具有冷脆性的特点。当环境温度较低时，PPR管材韧性降低，表现为脆性，当管材受到外力的冲击或者重压时，会出现直线开裂现象，并且开裂情况是由内管开始，向外管延伸。管材受到一个点的作用力造成开裂后，在瞬间内，这种开裂会沿着

6、管材的轴线方向快速增长，这个特性叫做快速裂纹增长。5如何有效预防PPR管材脆性破裂5．1生产加工的预防广东建材2013年第4期材料研究与应用在线退火预防PPR管材冷脆性。生产挤出PPR管材时，PPR管材的冷却是通过对管材外表面采用喷淋的方式进行冷却的。管材外壁冷却较充分，结晶速度较快，结晶细化，结晶度较小；而管材内壁由于冷却不及时，结晶速度较慢，生成的球晶较大，结晶度也较高。由于管材内外壁的结晶速度不同，结晶程度不同，会产生应力集中现象，影响管材的性能。冷却工艺造成PP—R管材脆性，主要是管材内外壁结晶速度不同而造成的。因此，可以降低管材外壁结晶速度使得管材内外壁结晶速度同步

7、降低管材脆性。低熔指的PPR原料分子链排列较紧密，通过退火处理，随着热量增加，球晶尺寸变大。同时，由于热量的吸收加大分子间的运动，减小了因结晶产生的拉伸应力。因此，通过退火工艺可以有效地提高管材的抗冲击性能。PPR管材生产线上有4节真空冷却水箱，挤出机挤出PPR管胚经过定径套在第1节真空冷却箱中真空淋浴冷却，通过第2、3节冷却箱时，关闭冷却水，并向水箱中通以100℃的恒温热气流，实现在线退火，最后通过第4节真空水箱进行冷却，管材切割、包装。5．2PPR管材的储存预防(1)PPR管材在搬运的过程中严禁抛、