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引言
在世界經濟和社會發展的進程中,人們對通用樹脂的需求不斷提高,其中,PE和PVC的產能和消費穩居全球前三。中國主要樹脂的生產量、進口量、出口量和消費量不僅數量龐大,而且均有較快的增長,據相關數據,我國PE的生產量為1745萬噸,進口量約為1667萬噸,是我國第一大消費塑料,而PP和PVC則能基本實現自給自足。那么,面對如此龐大的消費基礎,我們應該如何選擇和使用這兩種材料,或者說它們相互間到底存在什么差異呢?下面就來簡單介紹一下吧。
原料分析
微觀對比
(1)PE分子僅由碳(C)、氫(H)元素呈一定規則排布構成,其聚合單體為乙烯分子。由于單體分子高度對稱,單體聚合時無明顯方向性,PE分子較為規整,所以結晶度會較高,熔點較為明顯。從整體分子骨架看來,不同碳氫原子間偶極矩可以矢量加和而相互“抵消”,分子偶極矩為0,所以,PE分子是無極性的。
(2)PVC分子由碳(C)、氫(H)、氯(Cl)元素構成,其聚合單體為氯乙烯分子。由于氯乙烯單體的不對稱結構,聚合時分子間碰撞成鍵的方向性不同,導致各種局部結構存在差異,分子鏈整體規整性不高,結晶度低,約為10%,所以聚氯乙烯是無定形材料,導致熔點不明顯,熔程寬。從整體分子骨架來看,由于C-Cl間的偶極矩與C-H間的偶極矩在數值上不相等,存在的偶極矩無法被矢量加和而“抵消”,所以PVC分子的偶極矩不為0,PVC分子是一類極性分子。
宏觀對比
(1)外觀:
由于原料廠商的生產工藝以及兩種原料在成型過程中的特點,大多數PE原料制成無色透明顆粒狀,PVC為微黃色粉末狀。PE材料在管材中的應用,更多的是先與其他助劑制成混配料,再投入到生產中,這樣有利于助劑的分散混合;而PVC制品的配方體系較為復雜,其中粉體、液體助劑居多,粉末狀的PVC樹脂有利于各類助劑的分散均勻,穩定生產質量。
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主要表現出高柔韌性、耐低溫的特點,但強度較低是PE材料的最大缺點,所以通過各種改性手段來提高其強度是一個熱點研究方向;PVC強度較高,但是具有韌性較差,低溫脆性較為明顯的缺點。
產品分析與對比
PE與PVC的管材制品在各種領域上有一些類似的應用,這些應用主要體現在給排水領域,我們可以通過以下表格對比相似產品的差異。
PE給水管
原材料:
PE混配料
工藝:
單螺桿擠出機擠出
連接方式:
熱熔/電熔對接
產品尺寸
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:
高柔性,抗地面不均勻沉降能力強,可生產需大口徑給水管網工程設計用管材。
PVC-U給水管
原材料:
PVC-U混配料
工藝:
雙螺桿擠出機擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接
產品尺寸
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:
較PE給水管強度高
PVC-M給水管
原材料:
PVC+抗沖改性劑等助劑
工藝:
雙螺桿擠出機擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接
產品尺寸
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:
高韌性,抗沖性好。
PE雙壁波紋管
原材料:
HDPE樹脂+助劑
工藝:
雙機共擠
連接方式:
承插式彈性密封圈連接
產品尺寸
dn100-dn1200
用途:
埋地排水、排污工程和通訊護套管,對材料的耐化學性和耐溫性評價后亦可用于無壓埋地工業排污。
其他特點:
承壓能力較高,且抗地面不均勻沉降能力強。
PVC-U雙壁波紋管
原材料:
PVC-U樹脂+助劑
工藝:
雙螺桿擠出機擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接
產品尺寸
dn100-dn1000
用途:
無壓市政埋地排水、建筑物外排水、農田排水、通訊電纜穿線用套管,考慮到材料的耐化學性和耐溫性后亦可用于無壓埋地工業排污。
其他特點:
一定條件下承壓能力較小。
無壓埋地排污、排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管
原材料:
PVC-U樹脂+助劑
工藝:
雙螺桿擠出機擠出
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
產品尺寸
dn110-dn1000
用途:
無壓埋地排水排污,考慮了材料的耐化學性和耐熱性也可用于工業用無壓埋地排污。
其他特點:
不可用于建筑內排水排污。
非開挖工程用聚乙烯(PE)管
原材料:
PE100或PE100-RC聚乙烯混配料
工藝:
單螺桿擠出機擠出
連接方式:
熱熔/電熔對接
產品尺寸
dn63-dn1200
用途:
非開挖鋪設的城鎮給水、排水、再生水和燃氣用管道,工作溫度不超過40℃。
其他特點:
高柔性,但強度較低。
PE灌溉管
原材料:
PE混配料
工藝:
單螺桿擠出機擠出
連接方式:
熱熔/電熔對接
產品尺寸
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:
高柔性,但強度較低。
PVC-U灌溉管
原材料:
PVC-U樹脂+助劑
工藝:
雙螺桿擠出機擠出
連接方式:
承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接
產品尺寸
dn20-dn1000
用途:
適用于建筑物內或室外的埋地給水。
其他特點:
強度較高。
從整體來看,PE管材制品與PVC管材制品的更多的是體現在連接方式、產品口徑與物理性能等的區別,PE管材制品可生產的產品口徑較大,熱熔對接的方式使產品的密封性更好,但是PE制品的強度一直以來是限制該種材料應用領域的致命弱點。在制作PVC大口徑產品時,由于壁厚較大,定徑較為困難,限制了其管材生產口徑的擴大,但是PVC管材制品的強度較高,適用領域相對較廣。
總結
總的來說,PE和PVC作為世界三大通用塑料,在日常生活中已經占據了不可替代的作用,據國外市場研究人員調查數據,預計到2023年,全球HDPE和PVC需求量將增長4.6%和3.5%,其中增長速度最快的是PE材料。兩種材質在管材的應用中各有千秋,各具特色,人們可以根據實際施工環境來選擇相應材質的管材,亞通致力于管材的研發與生產,充分做到高質量與綠色環保相結合,不斷研發生產出跟進社會發展步伐、令顧客使用舒心的優質產品。