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加工工艺对PPR管材性能与使用寿命的影响

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加工工艺对PPR管材性能与使用寿命的影响


聚丙烯管材,从共混改性(PP-H)、嵌段共聚物(PP-B),发展到第三代随机无规共聚物PP-R管材,已经非常成熟。PP-R管材以无比优越的性能,逐渐取代传统的镀锌管,广泛用于地暖、中央空调、冷热水等领域。尽管该材料具有得天独厚的优点,但是生产加工工艺对PP-R管材的使用寿命仍会存在很大影响。加工过程中,加工温度、冷却速率和模具压缩比等方面的控制都尤为重要。

加工温度

高分子PP-R材料具有玻璃态、高弹态、粘流态力学三态,在常温下为玻璃态,达到它的软化温度以上为高弹性,达到它的流动温度以上为粘流态。该产品在加工过程中三态的变化表现得淋漓尽致。原料从料斗进入螺杆,从输送段、压缩段、均化段到出口模成坯型,冷却定径的生产过程,经历了从玻璃态、高弹态、粘流态的轮回两种转变。刚进入机筒时原料为玻璃态,当物料从压缩段到均化段时则由高弹态变为粘流态,当出口模到完全定径冷却又从高弹态回到玻璃态。当加工温度低时,原料为颗粒滚动,随着温度升高及停留时间延长、剪切力、压缩力升高,在高温、高压的情况下原料表现为分子运动。

所谓“塑化”,就是在一定温度、压力、时间的条件下充分打开高分子链段之间的互相纠缠,使分子与分子链能够相对比较自由地伸展,冷却后互相之间又紧密地卷曲纠缠在一起。如果加工温度太低,分子之间、分子链之间互相的纠缠未充分打开,冷却定型后,分子之间、分子链之间互相“包容”、互相“深入”的部分太少,促使管材产生低温脆性大,耐压强度低,使用寿命短等质量缺陷;如果温度太高,过度塑化,高分子就会有热老化现象。所谓热老化实质上就是高分子有断链现象,出现短支链或自由基,形成不稳定因子。这种热老化现象肉眼看不出来,通常使用短时间也不能发现,然而却会影响管材的性能及使用寿命。因此,严格控制加工温度,对产品质量十分重要。

冷却速率

PP-R管材之所以在常温下具有较高的抗冲性能和耐压性能,是因为分子之间、分子链段之间有一定的“自由体积”。当分子之间、分子链段之间的位置得到最佳的摆放时,受到外力冲击或挤压时,“游刃有余”的高分子链段能在多维空....


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