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PVC-O管_PVC-O管_PVC-O管材_PVC-给水管-21年厂家

MPP管点击次数:125   MPP电力管更新时间2019-09-13     【关闭分    享:

PVC-O,中文名双轴取向聚氯乙烯,是PVC管的最新进化形式,通过特殊的取向加工工艺制造的管材,将采用挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸,使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列,获得高强度、高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型PVC管材。
中文名 双轴取向聚氯乙烯 外文名 PVC-O 生产工艺 两步法 应用领域 给排水工程 原创公司 英国Uponor 出现时间 1970年
很多高分子聚合物通过取向加工(或称定向)使其分子规整排列,可以明显地提高其性能。事实上,有不少塑料制品在市场上的竞争优势就依靠取向加工带来的卓越性能,例如纤维、双向拉伸薄膜、容器等。取向加212212艺一方面可以提高管材性能,另一方面可以减少材料的消耗,是顺应可持续发展大方向的前沿技术。 双轴取向聚氯乙烯(PVC-O管)管材是通过特殊的取向加工工艺制造的管材,这一加工工艺是把采用挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸,使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列,获得高强度、高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型PVC管材,性能远优于普通PVC-U管材。 研究开发PVC-O管管材,可以大大节约原材料资源,降低成本,提高产品性能,具有明显的经济效益和社会效益。 [
发展历程编辑
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PVC-O最早是英国YorkshirelmperialPlastics(Uponor)在1970年领先开发的,后来澳大利亚Vinidex(1986)、美国Upomor-ETI(1990)、荷兰Polva和法国Seperef也相续生产。 [2] 早期都是采用“离线”(off-line)加工工艺(两步加工法),把挤出成型和已经冷却的PVC-U管材段(厚料胚)在模具内通过加热和加压膨胀到要求尺寸来实现取向。试验研究和实际应用证明PVC-O管具有非凡的性能,但是“离线”加工工艺生产速度低,设备投资高,很难推广。 后来研发出在挤出加工过程中“在线”(in-line)进行取向,连续生产PVC-O管。其生产工艺为一步加工法,就是在管材挤出生产线上,把已经挤出成型的PVC-U管材(厚料胚)通过径向的扩张和轴向的拉伸实现双轴取向,然后冷却定型成为PVC-O管管材。“在线”双轴取向生产工艺大大提高了生产效率,减少了制造成本,增强了PVC-O管和其他管材的竞争力。
PVC-O管材已经在英国、法国、荷兰、葡萄牙、美国、澳大利亚、南非和日本等国家应用多年。美国、澳大利亚等国已经发布了PVC-O管的产品标准,国际标准组织也发表了PVC-O管标准-ISO/DIS 16422-2006。表2列出了国际市场上部分PVC-O管管材和生产企业的资料。国内已经有一些科研院所和大企业集团在探索开发。
生产原理编辑
高分子材料的拉伸取向机理
高分子材料的拉伸取向过程是材料在玻璃化温度与熔融温度之间(一般在软化点附近)的温度条件下,在外力的作用下,分子从无序排列向有序排列的过程。高分子分子链由于实现了有序排列,材料由各向同性转变为各向异性,即材料沿分子取向方向的强度大大增加,而垂直于拉伸方向的强度大大减小,也就是说,材料通过拉伸取向,将垂直于拉伸方向的强度叠加到沿分子取向方向的强度上。双轴拉伸是材料通过双向拉伸,将垂直于双向拉伸这个拉伸面的强度叠加到拉伸面方向的强度上,由此增加了材料拉伸面方向的强度。 高分子材料的拉伸取向厂定要在玻璃化温度与熔融温度之间进行,如果低于玻璃化温度,分子链处于被冻结状态,在这个温度条件下进行拉伸,只会造成材料受强迫拉伸而破坏。如果高于熔融温度,分子链能自由运动,受拉伸的分子链不能实现取向作用。只有在玻璃化温度与熔融温度之间,最好在材料软化点附近,才能实现和保持最有效的分子取向。
比率和拉伸速率
拉伸取向,用通俗的话来讲,就是将卷曲的分子链拉直并沿拉伸的方向排列。适当增加拉伸比率,则分子取向程度加大,材料的强度也同时加大。但过分加大拉伸比率会导致材料的破坏,用通俗的话来讲,就是材料的分子链被拉断,材料受到了破坏。另外,如果拉伸温度偏高,拉伸速率过低,分子链在拉伸的过程中会产生松弛,即分子链在拉伸的过程中有足够的时间和能力回复到原来的卷曲状态,使取向程度降低。因此,要获得较为理想的取向度,应当制定合理的拉伸温度和较快的拉伸速率,并及时将拉伸后材料的温度降低到玻璃化温度以下。
PVC-U管材的双轴拉伸
PVC属于非结晶型的无定型塑料,由于分子中的氯具有较大的极性,因此呈刚性,玻璃化温度较高,没有明确的熔点。这种性能的管材,与其他结晶型的聚烯烃管材相比,较适合于进行双轴拉伸取向。PVC管材在成型过程中很容易进行单轴拉伸取向。 PVC管材在成型过程中很容易进行单轴拉伸取向,即轴向拉伸取向,只要增加管材牵引和挤出的速比即可实现这种取向。但这种轴向拉伸取向对管材的性能来讲是毫无意义的,因为它虽然通过拉伸取向增加了管材取向的强度,但却降低了管材径向(即环向)的强度,这对于塑料管材,尤其是给水管材来说,是十分有害的,因为它会大大降低管材的液压爆破强度,这也是管材的质量标准中要规定管材的纵向回缩率一定要小于等于5%的原因。 理想的拉伸取向应当是双向的,即双轴拉伸取向,通过双轴拉伸取向,既增加了管材的轴向强度,同时也增加了管材的径向(即环向)强度。也就是说,通过双轴拉伸取向,提高了管材的整体性能。在管材材料强度大大增加、管材原有液压爆破强度基础上,通过降低壁厚的方法节省原料,降低产品的成本。
生产技术编辑
加工工艺
在线连续生产PVC-O管管材的生产技术比较复杂,都属于专利技术。生产PVC-O管管材的另一个难点-成型连体的承口也已经有专利技术。PVC-U给水管的双轴拉伸工艺国内外都有报道,较为理想的加工方法有两种:荷兰瓦云公司的连续成型法和法国阿尔法康公司的管材带R-R承口的成型法。荷兰瓦云公司的双轴拉伸管材成型方法的特点是可以连续生产。法国阿尔法康公司成型方法的特点是可以生产R-R承口的管材,缺点是不能连续生产。 “离线”加工工艺的主要局限性是挤出速度低和单位产出的投资费用高。由于料胚管周围厚度和温度的差异,自由膨胀的公差难以控制。为了达到温度精确、均匀的条件,所需循环时间长。
注意事项
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首选的加工工艺是在挤出加工过程中“在线”进行取向,但是生产线设计时常有以下难题需要考虑: (1)在不知道受热经历、拉伸速率的情况下,拉伸比例会如何影响拉伸加工中PVC的力学特性或最终产品的特性。不知道要达到的温度允差,只能根据从“离线”加工工艺中得来的结果进行定性估计。 (2)需要在离挤出机一段距离处,将物料控制在要求的温度下进行受热处理,在生产线的某一点进行膨胀。不论是用机械方法还是用液压方法进行膨胀,均需要配放在管材内的装置。这样的装置很容易损坏,造成生产线事故,而且在管材内的装置和管材本身两者之间存在很大的反作用力,都需要由牵引设备和锚定系统来控制。 (3)考虑到轴向力的平衡和得到的盈利及轴向变化,设置一个稳定的膨胀。
产品规格性能编辑
管材壁厚
由于PVC-O管材是将原来成型的PVC-U管材进行轴向和径向拉伸,所以管材的壁厚较薄。表3是GB/T 10002.1-2006中规定的给水用PVC-U管材标准和国际标准ISO16422-2006规定的输水用PVC-O管管枯部分规格产品壁厚的比较。 PVC-O管与PVC-U壁厚比较,PVC-O管给水管较PVC-U给水管可减少壁厚35%-40%,大大节约了材料,降低了成本。
 
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