昆山森德莫瑞金属制品有限公司

 一、 概述  聚氯乙烯最早开发于1872年，于1936年实现工业化，是世界上应用最广泛的热塑性塑料之一，应用的范围比其他任何塑料都宽。随着社会的发展对PVC的需求继续增加，今天全球每年的消耗量接近3000万吨，预期全球每年的增长率超过4%，这些增长中一个重要的部分是PVC管道。目前全球聚氯乙烯的年用量的三分之一应用于管材管件。  PVC管道诞生于1937年的德国，这也是世界上第一根塑料管道，从此就开拓了“以塑代钢、以塑代木”的新局面。PVC管道经过半个多世纪的发展，已得到了广泛的应用。虽然面临其他塑料管道的竞争，但PVC管道仍然在塑料管道全球市场上占绝对优势，至今仍是产量和用量最大的塑料管道，约占整个塑料管道市场62%的份额。  我国聚氯乙烯管道系统起步于20世纪50年代，但是在改革开放前一直和国际上有很大差距。80年代以后开始引进国外先进技术，逐步建立起PVC-U管道系统的完整体系。在我国的各个塑料管道系统中聚氯乙烯管道系统是最早形成规模生产和大量应用的。目前我国聚氯乙烯管道系统已经普及到建筑给水、建筑排水、埋地给水、埋地排水、护套管、工业和农业用管等各个领域，用量已经超过100万吨。但与我国PVC树脂1000万吨的年产量相比，仅为十分之一，因此与国际水平相比还有很大的发展空间。    PVC产品受到广泛的应用得益于它良好的性能，以及它的经济性和环保性。 PVC产品确实具有的良好性能使其成为我们现代社会的很多领域和应用中选择的材料。PVC-U管材的强度很大，它的最小要求强度（MRS）达到了25MPa，而聚烯烃管材中等级比较高的PE100的MRS值仅为10MPa，PVC-U是它的2.5倍。  PVC产品在和其他材料的竞争中被选用的另一个原因，是因为它最经济有效。大部分塑料（树脂）是以石油为原材料，因此树脂的价格依赖于石油的价格，特别是生产中消耗乙烯多的塑料品种（生产1公斤聚乙烯需要消耗1公斤乙烯，而生产1公斤聚氯乙烯需要消耗0.43公斤乙烯），随着石油价格的不断增长，其树脂价格也在相当长时期内维持在高位。而以煤为原材料的聚氯乙烯则较少受到石油价格高的影响，持续维持在较低价格，因而增强了竞争力。  PVC产品能够经久不衰的另一个原因，是因为它是一种环保型的产品。众所周知，制碱业是化学工业的基础，单就我国而言每年的烧碱产量就有900万吨。通过电解食盐制造烧碱的过程中会产生大量的氯气，氯气是一种有毒有、有害、刺激性气味的气体，如果不慎泄漏到大气中对空气、对环境、对周围的生物都会造成严重的危害，所以必须把产生的氯气消化掉，而生产制造聚氯乙烯树脂则是大量消耗氯气的最好的方式。因而从国家的宏观政策和大环保的角度来看，聚氯乙烯是国家着力发展和保护的环保型产品。  过去50年中，我国聚氯乙烯管道对于社会经济发展做出了积极贡献，发展成就是应该充分肯定的，但同时存在的差距和问题也是不容忽视的。  一方面不规范的施工，导致PVC-U压力管道在应用领域出现了一系列工程事故，在不少用户的印象中PVC管就是容易碎的脆性管道。  另一方面，聚氯乙烯管道因为高模量、高强度和较低价格，一直是全世界应用量最大的塑料管道系统的事实，也掩盖了PVC-U低韧性的缺点。韧性不足即脆性大，抗冲击和抗开裂性能就差，在受到外界大力冲击时就容易发生脆性破坏。在实际应用过程中，特别是在地质条件复杂的地区，坠落的石块、沟底的乱石就比较容易损坏PVC-U管材。  因此保持PVC-U管道原有的高强度、高模量的优良性能，改善其韧性不足的缺点，提高其抗冲性和抗开裂性，就成了PVC管道创新发展的课题之一，也是突破聚氯乙烯管道局限性的关键。   二、PVC管材性能改进方式  目前，国际上PVC管道技术创新的主要方向是：通过材料和加工工艺的技术创新制造出比传统PVC-U管道性能更好，兼有高强度和高韧度的管道系统。其主要方式有以下三种：物理共混改性、化学共聚改性和双轴取向改性。  1、物理共混改性  加入抗冲击改性剂改进PVC的基础配方。通过加入适当品种和份量的改性剂以及采用适当的加工工艺，可以使得改性后的PVC不再出现脆性破坏。通常应用的改性剂是氯化聚乙烯（CPE）或者丙烯酸（acrylics）。改性剂在PVC的母体内起橡胶一样的作用，使材料有良好的韧性，从而提高管材的韧度和减少对于切口的敏感性。其原理是适度地降低材料的屈服强度，使得在可能引发开裂的危险点出现韧性变形，避免裂纹引发和增长。结果是有较高的安全性（如果不改变安全系数），或者是可以节约材料和费用（如果用较低的安全系数）。通常称为PVC- M或PVC-A或PVC-HI。  这种方式目前在世界范围内被广泛采用。 2、化学共聚改性  采用的改性剂是丙烯酸树脂。通过化学聚合的方式把丙烯酸分子接枝到聚氯乙烯分子链上，进行共聚改性。目的是使丙烯酸弹性体的微粒分布得非常均匀，呈‘超微粒子分散’。   这种方式因为生产厂家极少、价格较高，只有一两厂家在使用。 3、双轴取向改性  通过管材加工过程中的双向拉伸，使分子取向，达到大幅度提高强度的同时提高韧度。通常称为PVC-O或BO-PVC。  众所周知，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、双向拉伸强薄膜、容器等等。取向加工工艺一方面提高性能，另一方面减少材料的消耗，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管材是通过特殊的取向加工工艺制造的管材，这一加工工艺把由通常挤出方法生产的PVC-U管材在轴向和径向拉伸，使管材中的聚氯乙烯长链分子在双轴方向规整排列，获得高强度、高韧性、抗冲击、抗疲劳，性能远优于普通PVC-U的新型PVC管材。  目前世界领先企业已开发出“在线”生产方式，国内个别领先企业也在积极研发，预计不久的将来即能形成市场规模。   三、PVC-M的性能简介  1、高抗冲派克管的安全性 ◎优异的韧性和抗冲击性能。