PVC颗粒|三种硬质PVC给水管材性能对比分析

塑料给水管主要包括聚氯乙烯、E、PPR、PB、钢塑复合管、钢丝增强聚乙烯管等。由于塑料管重量轻，卫生性能好，水流阻力小，耐腐蚀性克服了其他传统给水管红水、黑水等现象。随着建设的大力推广，它得到了广泛的应用。由于PVC树脂价格低廉，PVC给水管在各种给水塑料管中性价比高，实际应用量大。

随着国内PVC树脂生产、添加剂品种和加工设备的技术进步，用户对产品卫生性能、连接安全性和机械性能的要求也逐步提高。为了满足用户的要求，国内PVC管道制造商开展了大量的研发工作。供水管道产品类型逐步丰富，相关产品标准颁布实施。目前，硬PVC供水管道主要分为三类：PVC-U、PVC-M和PVC-UH。这些产品的标准分别为GB/T10002.1-2006、GB/T10002.2-2006、GB/T32018.1-2015、给水抗冲性改性PVC（PVC-U）管道系统第一部分：管道、CJ/T493-2016、给水高性能硬PVC管道和连接。

2三种管道的性能比较。

虽然三种硬聚氯乙烯管的基材都是聚氯乙烯，但在物理性能、机械性能、液压性能、最小强度、设计应力、连接方式等方面存在一定的差异。

2.1物理性能。

管道的物理性能主要包括密度、维卡软化点、纵向回缩率、二氯甲烷浸泡、丙酮浸泡等。

密度是样品质量与一定温度的比例，影响聚氯乙烯管密度的主要因素是填料的增加；维生素卡软化点是评价热塑性塑料高温变形趋势的一种试验方法。该方法是在等速加热条件下，将1mm2的标准压针刺入热塑性样品表面1mm深的温度。通过控制维生素卡软化点，可以控制硬聚氯乙烯管中增塑剂的添加；纵向回缩率表示挤压拉伸冷却过程的合理性和匹配性，通过控制该指标可以改进挤压生产过程。测试方法是在给定温度的恒温介质中保持规定的时间，确定加热前后标记之间的距离，并以相对原标记长度变化的百分比表示。聚氯乙烯管的塑化质量（凝胶化）和均匀性与管道的强度和韧性密切相关。二氯甲烷溶解度参数为19.80（J/cm3）1/2，聚氯乙烯溶解度参数为19.40-20.50（J/cm3）1/2。前者在后者范围内，聚氯乙烯颗粒二氯甲烷的溶解能力明显高于塑料。因此，采用该试验方法可以评价聚氯乙烯管的塑化和均匀性

以上四种性能密度、维卡软化点、纵向回缩率、二氯甲烷浸泡三种硬质PVC管材均有要求，指标相同。

除上述四项指标外，PVC-UH管还规定丙酮浸泡，丙酮溶解度参数为20.50(J/cm3)1/2，与PVC溶解度参数最大值相等。但与二氯甲烷相比，丙酮与聚氯乙烯的相容性略差，因此通过二氯甲烷浸泡试验的样品一般合格。

2.2力学性能。

三种管道的力学性能包括落锤冲击、压扁试验、表观环向拉伸强度、高速冲击、C-环韧性、切口管液压试验、管静液压强度6项，要求和指标如表2所示。

落锤冲击(0°C)是指落锤从规定高度冲击样品规定的部位，用肉眼观察样品冲击后产生裂缝，裂缝或样品破碎的样品为破坏样品，然后除以冲击总数的真实冲击率(TIR)，三种管道对性能要求相同；压扁试验，选择规定长度的样品150mm，将其水平放置在两个平板之间，在平板垂直方向对样品施加均匀压力，指导两个平板之间的距离达到管道外径的40%停止加压，压缩过程在2-5min内完成，然后移除加载压力，检查样品是否破裂，只需PVC-UH；表观环向拉伸强度，测试按照ASTMD2290的规定进行。具体测试方法如下。样品宽度为12.7-50.8mm，样品安装在图2所示的工装上，以12.7mm/min的速度在拉伸试验机上拉伸，记录屈服拉力(最大拉力)，表观环向拉伸强度按公式计算。

3小结

(1)PVC-UH管的性能要求明显高于PVC-U和PVC-M管，主要体现在液压试验的力学性能上。其20°C和1小时液压试验的环应力为42MPa，明显高于PVC-U的36-38MPa。

(2)从管道韧性和耐应力开裂性能要求来看，PVC-M管道要求高于PVC-U、PVC-UH，其机械性能规定了高速冲击、C-环韧性、切口管液压试验，而PVC-U、PVC-UH均未规定上述指标。

(3)从设计应力来看，PVC-M为16MPa，远高于PVC-U，PVC-UH为10-12.5MPa。

(4)PVC-UH采用集成钢骨架胶圈连接方式，预置在管道中可有效避免施工过程中胶圈顶翻的问题。

（5）PVC-UH规定了管道中使用的原材料的MRS，这将促进硬PVC管道的质量稳定性。应该说，PVC-UH是PVC-U管道的升级版