超高分子量聚乙烯管
目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種用于輸送冷熱水等介質(zhì)的塑料管材，如硬聚錄乙烯管材，高密度聚乙烯管，聚丁烯管，交聯(lián)聚乙烯管，鋼塑復(fù)合管等。被譽(yù)為令人驚異的塑料的超高分子量聚乙烯管材作為一種性能優(yōu)異，價(jià)格低廉的新型管材，在流體，氣體輸送，粉體輸送，漿體輸送等領(lǐng)域的應(yīng)用獨(dú)樹一幟。
下面將對(duì)超高分子量聚乙烯管的有關(guān)性能進(jìn)行分析與比較。
1. 耐磨損性
超高分子量聚乙烯管的耐磨損性居現(xiàn)有各種塑料之冠，如下表所示，超高分子量聚乙烯管的耐磨性能不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通HDPE管，U-PVC管材，而且是鋼管，不銹鋼管的7-10倍，因此超高分子量聚乙烯管作為替代金屬管道的耐磨管道具有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。
沙漿耐磨指數(shù)比較
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材料 |
砂漿耐磨指數(shù) |
材料 |
砂漿耐磨指數(shù) |
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超高分子量聚乙烯 |
1 |
PTFE |
5 |
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HDPE |
10 |
碳鋼 |
7 |
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UPVC |
10 |
不銹鋼 |
10 |
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PA66 |
5 |
黃銅 |
27 |
2. 耐熱性及保溫性
UPVC管材耐溫等級(jí)低，長(zhǎng)期使用溫度不超過(guò)60度，一般僅限于常溫下使用，不能做熱水管，普通聚乙烯的耐熱性也較差，交聯(lián)后耐熱溫度從65-75度提高到90-110度，因而可用于輸送熱水，分子量搞到150萬(wàn)以上，分子鏈段移動(dòng)困難，固熔融時(shí)無(wú)流動(dòng)態(tài)，呈半透明固體狀的高粘彈態(tài)，在沒(méi)有應(yīng)力的情況下，當(dāng)溫度高達(dá)150-200度時(shí)，其形狀也不會(huì)發(fā)生改變，與交聯(lián)聚乙烯相似，超高分子量聚乙烯比一般的交聯(lián)聚乙烯的維卡軟化點(diǎn)略高，超高分子量聚乙烯管的熱導(dǎo)系數(shù)即為鍍鋅鋼管的1/144，因而具有較好的保溫隔熱性。
3. 耐壓性
表2為幾種類型管材的爆破壓力值比較，從下表可以看出，超高分子量聚乙烯管材具有優(yōu)異的抗內(nèi)壓能力
爆破壓力值比較
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管材種類 |
管材外徑*壁厚mm |
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16*2.25 |
26*3 |
32*2.75 |
40*3.7 |
50*5 |
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交聯(lián)HDPE管 |
6.9 |
5.5 |
3.9 |
4.3 |
4.7 |
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鋁塑復(fù)合管 |
10.0 |
8.0 |
6.5 |
6.0 |
6.0 |
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鋼塑復(fù)合管 |
7.8 |
5.5 |
3.9 |
4.3 |
4.3 |
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超高管 |
10.8 |
8.6 |
6.8 |
6.7 |
7.3 |
4. 環(huán)境應(yīng)力開裂性
管材在使用時(shí)受外力的作用，或存在殘留變形，或在接觸某種液體或者蒸汽狀態(tài)下使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象，環(huán)境應(yīng)力開裂性的優(yōu)劣直接誒關(guān)系到管材實(shí)際使用壽命的長(zhǎng)短。
一般認(rèn)為聚乙烯的分子量越高，熔體流動(dòng)速率越小，晶片間的系帶分子數(shù)越多，環(huán)境應(yīng)力開裂性越好，這是因?yàn)榫垡蚁┑姆肿恿吭礁?，其分子鏈的運(yùn)動(dòng)越困難，不易生成大的球晶和形成好的序態(tài)，表面能就越大，破裂強(qiáng)度就越高，普通聚乙烯通過(guò)交聯(lián)形成網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)，可有效的增加分子量，因而也可改進(jìn)應(yīng)力開裂現(xiàn)象，下表為生產(chǎn)管材的幾種材料的環(huán)境應(yīng)力開裂性比較。測(cè)試方法為ASTM1693
環(huán)境應(yīng)力開裂性比較
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材料 |
環(huán)境應(yīng)力 開裂性/h |
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材料 |
環(huán)境應(yīng)力 開裂性/h |
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LDPE |
2 |
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HDPE |
9 |
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交聯(lián)LDPE |
≥500 |
交聯(lián)HDPE |
≥500 |
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超高分子量聚乙烯 |
≥2000 |
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超高分子量聚乙烯管材的優(yōu)勢(shì)：
1. 使用壽命長(zhǎng)，在強(qiáng)腐蝕和高磨損條件下，使用壽命可以提高幾倍甚至幾十倍。
2. 節(jié)能，超高分子量聚乙烯管材內(nèi)壁光滑，摩擦系數(shù)小，在流體輸送過(guò)程中，壓力損失小。
3. 超高分子量聚乙烯表面能很低，具有不粘浮，不結(jié)垢的特點(diǎn)，這是鋼管和其他塑料管無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)
4. 由于這種管材的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼管小100多倍，可大大降低輸送管路的保溫和加熱要求，這對(duì)于寒冷地帶和冬季原油和其他物料輸送具有重大意義。
