化學(xué)交聯(lián)配方設(shè)計:

化學(xué)交聯(lián)是指交聯(lián)劑在一定溫度下分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)聚合物大分子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成化學(xué)鍵的過程。化學(xué)交聯(lián)需要有交聯(lián)劑存在，并在一定溫度下進行。按交聯(lián)劑種類不同，主要分為:有機過氧化物交聯(lián)、有機硅交聯(lián)、疊氮化物交聯(lián)及離子交聯(lián)(鹽交聯(lián))等。

1、化學(xué)交聯(lián)的反應(yīng)基理 交聯(lián)劑不同，其交聯(lián)原理也不相同。

2、常用交聯(lián)劑品種 常用交聯(lián)劑有:有機過氧化物類交聯(lián)劑、硅烷類交聯(lián)劑、疊氮類交聯(lián)劑、其他交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑等。

3、化學(xué)交聯(lián)配方設(shè)計原則

(1)交聯(lián)劑與助交聯(lián)劑并用效果好。

(2)依溫度選擇交聯(lián)劑為防止交聯(lián)劑過早發(fā)生分解導(dǎo)致交聯(lián)，交聯(lián)最好與成型同步進行，即分解溫度要與加工溫度相匹配。

(3)填料對交聯(lián)劑的影響

(4)其他助劑對交聯(lián)劑的影響防老劑加入會影響交聯(lián)效率，需并用a-N-苯基萘胺和二苯基對苯二胺。

(5)硅烷交聯(lián)配方設(shè)計要點主要有交聯(lián)劑、引發(fā)劑和催化劑三部分組成。

?交聯(lián)聚乙烯管(PEX)管簡介

普通高密度聚乙烯(HDPE及MDPE)管，其大分子為線型結(jié),最大缺點是耐熱性和抗蠕變能力差，因此普通高密度聚乙烯管不適宜用于輸送溫度大于45℃的介質(zhì)。"交聯(lián)"是聚乙烯改性的一種重要方法，聚乙烯的線型大分子結(jié)構(gòu)經(jīng)交聯(lián)后，變成了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的PEX，從而大大提高了聚乙烯的耐熱性和抗蠕變能力，同時其耐老化性能、力學(xué)性能和透明度等均有明顯提高，交聯(lián)度越高，這些性能的提高越為明顯。同時繼承了聚乙烯管材固有的耐化學(xué)腐蝕性和柔韌性。已商品化PEX管有三種。PEXa管 PEXb管 PEXC管

PEX管特點

卓越的耐熱耐寒性能，高溫下熱強度很高:

優(yōu)秀的耐低溫韌性:

加熱不熔融:

超凡的抗蠕變能力:蠕變數(shù)據(jù)是產(chǎn)品設(shè)計和工程選材的重要依據(jù),與金屬等傳統(tǒng)材料相比，塑料的應(yīng)變行為對加載時間和溫度有著明顯的依賴性，PEX管的蠕變特性幾乎是常見塑料管中最為理想的管材之一。

半永久的使用壽命:PEX管通過了溫度110℃ ，環(huán)應(yīng)力2.5MPa，時間8760h的測試后，即可以推導(dǎo)出其在70℃下連續(xù)使用壽命50年。

目前市面上的常見PE-Xa管有博亞，日豐等。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 摘要:根據(jù)資料及其在實際工程中的情況，介紹了PEX管的優(yōu)良性能、應(yīng)用領(lǐng)域、制造過程，以及設(shè)計和施工過程中應(yīng)注意的。

關(guān)鍵詞:給水管材 PEX管 應(yīng)用

0 引言

最近隨著上海、大連、廣東、福建、湖北、湖南等十幾個大中城市和地區(qū)建設(shè)部門發(fā)布通知禁止給排水管道采用鍍鋅管和鑄鐵管，幾種材質(zhì)新型管材的使用潮流在全國范圍內(nèi)迅速鋪開。競爭的焦點主要集中在三種管材上，即UPVC管、鋁塑復(fù)合管和PEX管。這三種管材在國內(nèi)市場上均獲得較為廣泛的應(yīng)用，市場占有率較高。

PEX管的應(yīng)用，始于90年代初，在西方發(fā)達國家，已得到廣泛推廣應(yīng)用，是目前替代傳統(tǒng)鍍鋅管的較佳產(chǎn)品，被譽為綠色環(huán)保管材。

1 PEX管的制造過程

1.1 生產(chǎn)PEX管的主要原料

生產(chǎn)PEX管的主要原料是HDPE，以及引發(fā)劑、交聯(lián)劑、催化劑等助劑，如有特殊要求還可以添加其它改質(zhì)劑。

PEX管采用世界上先進的一步法(MONSOIL法)技術(shù)制造，采用普通聚乙烯原料加入硅烷接枝料，在聚合物大分子鏈間形成化學(xué)共價鍵以取代原有的范德華力，從而形成三維交鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯，其交聯(lián)度可達60%~89%，使其具有優(yōu)良的理化性能。

1.2 生產(chǎn)工藝

原料預(yù)處理+助劑配制→混合→熔融接枝擠出→管材成型→交聯(lián)→檢驗包裝→成品。

1.3 PEX管添加劑的作用、目的

交聯(lián)劑是對其原線性分子結(jié)構(gòu)起裂解作用形成接枝料，進而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。抗氧劑及色粒的作用是提高PEX管的耐腐性，防止日光長期照射發(fā)生物性變化，能夠抵御紫外線的長期侵蝕，從而延長其使用壽命。

2 PEX管的性能和特點

2.1 PEX管與鍍鋅鋼管的性能比較(見表1)

表1 PEX管與鍍鋅鋼管的性能比較

2.2 PEX管與UPVC管、鋁塑復(fù)合管性能異同點

從性能上，三種管材除具有不銹蝕、不結(jié)垢、不滋生細菌和安裝簡便等共性外，還有一些區(qū)別:

2.2.1 優(yōu)良的耐溫性能

PEX管使用溫度為-70~110℃，UPVC管使用溫度為5~45℃，鋁塑復(fù)合管使用溫度為-40 ~85℃。

2.2.2 防振性能

UPVC管由于采用膠水粘接，防振性能略遜色于鋁塑復(fù)合管和PEX管。

2.2.3 使用壽命

UPVC管和鋁塑復(fù)合管使用壽命約20~30年，PEX管約50年。

2.2.4 抗化學(xué)腐蝕性能

由于PEX管其分子結(jié)構(gòu)，即使處于高溫下也能輸送多種化學(xué)物質(zhì)，而不被腐蝕。

2.2.5 良好的記憶性能

當PEX管被加熱到適當溫度(小于180℃)會變成透明狀，再冷卻時會恢復(fù)到原來的形狀，即在使用過程中任何錯誤的彎曲都可以通過熱風(fēng)槍加以矯正，使用起來更加自如。

2.2.6 不結(jié)垢

水中碳酸氫鈣及鎂離子的存在易形成沉淀物，慢慢使管道堵塞，而PEX管具有較低的表面張力以致使高表面張力的水不會被浸潤管壁，從而防止管內(nèi)水垢的形成。

2.2.7 環(huán)保性能

經(jīng)過諸多充分論證和化驗，PEX管是無污染環(huán)境的綠色管材，不含任何毒素，也不釋放有害物質(zhì)，焚燒后只產(chǎn)生水和二氧化碳。而UPVC管在生產(chǎn)過程中加入重金屬添加劑，同時本身殘存的單位氯乙烯在使用時一起進入輸送的介質(zhì)中，易造成介質(zhì)污染;鋁塑復(fù)合管由于中間為鋁層，因鋁和塑料的膨脹系數(shù)不一樣，易發(fā)生龜裂現(xiàn)象，屬不可降解物質(zhì)，其垃圾易造成環(huán)境污染。因此，PEX管作為綠色環(huán)保管材更為名副其實。

3 PEX管的領(lǐng)域

(1)室內(nèi)給水管、熱水管、純凈水輸送管。

(2)食品中液體食品輸送管道。

(3)水暖供熱系統(tǒng)、中央空調(diào)管道系統(tǒng)、地面輻射采暖系統(tǒng)、太陽能熱水器系統(tǒng)等。

(4)電信、電氣用配管。

(5)電鍍、石油、化工廠輸送管道系統(tǒng)。

4 PEX管設(shè)計指南

4.1 管道布置和敷設(shè)

(1)首先應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)及工藝布置要求確定配管位置和走向。

(2)管道宜在吊頂、管窿、管井內(nèi)暗設(shè)或嵌墻敷設(shè)。

(3)管道敷設(shè)在地坪架空、地坪整澆層內(nèi)時，宜設(shè)護硬聚氯乙稀波紋管。

(4)管道穿越樓板屋面，在穿越部位應(yīng)設(shè)固定支承點，且應(yīng)有嚴格防水措施，穿越墻、梁、柱時應(yīng)設(shè)套管。

(5)管道不宜穿越建筑物沉降縫、伸縮縫，當不得不穿越時，在穿越部位應(yīng)設(shè)置防沉降和伸縮措施。

(6)室外管道穿越基礎(chǔ)地下室混凝土墻板時，宜采取防沉降措施。

(7)管道穿越水池水箱，其進出水管至閥門間管段應(yīng)采用耐腐蝕金屬管材。

4.2 管道保溫

(1)室外明敷給水管道，應(yīng)按國家給水管道防凍、保溫工程技術(shù)規(guī)程采取保溫措施。

(2)熱水管敷設(shè)在吊頂管井、管窿內(nèi)及明管段，應(yīng)采取保溫措施。

(3)管道與熱源距離一般不小于1m，室內(nèi)明設(shè)管道距離家用灶具不得小于0.4m。

4.3 住宅管道分水器設(shè)置

(1)住宅內(nèi)冷熱水管道，當管徑小于?De?25宜采取集中設(shè)置分水器，且以最短距離到各配水點。

(2)分水器應(yīng)配置分水器箱，其中心離地面高度宜為冷水管0.3m，熱水管0.45m。

(3)分水器材質(zhì)應(yīng)用耐腐蝕材料，進水及出水管口端部應(yīng)安裝銅質(zhì)閥門。

5 PEX管施工指南

5.1 準備工作

(1)設(shè)計施工圖及其它技術(shù)文件齊備，并已經(jīng)會審。

(2)已確定施工組織設(shè)計，且已經(jīng)過技術(shù)交底，了解敷設(shè)方式。

(3)管道安裝前，應(yīng)對材料外觀質(zhì)量和管件的配合公差進行仔細檢查，受污染的管材、管件內(nèi)污垢應(yīng)徹底清理干凈。

(4)施工人員應(yīng)了解建筑結(jié)構(gòu)形式、吊頂高度、管井內(nèi)管道數(shù)量、確定管位，且應(yīng)掌握管件連接技術(shù)及其它基本操作要點。

5.2 與建筑配合工作

(1)小口徑管道安裝時應(yīng)利用管道可彎曲性能，盡量不設(shè)或少設(shè)管道連接件。管道不設(shè)連接件時最小彎曲半徑為8?De?。

(2)管道穿越樓板、屋面砼墻板、水池池壁時，應(yīng)按設(shè)計要求配合土建預(yù)留孔洞、預(yù)埋套管或管件。預(yù)留孔徑宜大于管外徑70mm，預(yù)埋套管的內(nèi)徑不宜大于管外徑50mm。

(3)管道穿越屋面樓板部位，應(yīng)嚴格做好防滲漏措施。

(4)嵌墻敷設(shè)管道在確定部位應(yīng)配合土建預(yù)留或開鑿管槽，槽壁與管外壁間距不應(yīng)小于10m m，槽深不得小于管道外壁與毛墻面間距5mm，槽口應(yīng)整齊平整。

5.3 管道支承

(1)管道立管和橫管設(shè)置一般支承和固定支承，支承間距見表2。

表2 常用管道支承間距

(2)固定支承件應(yīng)采用鋼制件，且應(yīng)設(shè)在管件、管道附近;管道系統(tǒng)分流處的干管部位。

(3)管道伸縮應(yīng)利用管道折彎進行補償，懸臂端長度不應(yīng)大于管段長度。

(4)明敷的直線管道，伸縮節(jié)應(yīng)設(shè)置在兩個固定支承點之間，且滿足壓力要求。

(5)管道穿越墻體為一般支承點，在套管或孔洞的空隙內(nèi)應(yīng)采用軟性填料填實。

(6)管道安裝結(jié)束，應(yīng)采用管堵進行封堵，封堵耐壓性能滿足管道試壓要求。

5.4 管道保溫

冷熱水管道隔熱保溫，其基本材料應(yīng)采用單面開口高發(fā)泡聚乙烯管殼，厚度不宜小于15mm 。保溫材料包復(fù)后，屋面冷水管應(yīng)外纏二道寬度為100~120mm，厚度為0.22mm熱水管保溫層，應(yīng)按設(shè)計要求施工。黑色聚氯乙烯薄膜，保護層外表用1mm浸塑鐵絲扎緊，間距為400~450mm。

5.5 管道試壓

管道安裝完畢，應(yīng)進行水壓試驗，試驗壓力為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍，但不得小于0 .60MPa，對系統(tǒng)加壓應(yīng)緩緩升壓，升至規(guī)定壓力后，穩(wěn)壓1h，然后觀察接點部位是否有漏水現(xiàn)象，15min內(nèi)壓力降不超過0.5MPa為合格。

6 結(jié)束語

隨著人們生活水平的不斷提高，新型管材的需求量必將越來越大，PEX管具有金屬管材和其它塑料管材無法比擬的優(yōu)越性，但是任何事物不可能十全十美，比如本人曾在某工業(yè)項目中使用PEX管道輸送純化水，存在管道架空跨度小、支承點多等缺點。因此，在設(shè)計過程中應(yīng)正確使用PEX管，更好地為服務(wù)，造福人類。并同時呼吁國家盡快出臺有關(guān)塑料管材的設(shè)計、施工、驗收等國家規(guī)范，加速推廣我國塑料管材的應(yīng)用。