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新型氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道的特點http://www.xayhsy.com
CPVC樹脂于上世紀30年代問世，由西德AG法本公司采用溶液氯化法制得。最早利用懸浮法生產CPVC樹脂的是美國古立德公司于1958年，1961年實現工業化生產。目前，國外能生產該原料的公司主要有諾譽化工（原古立德公司的功能原料部）公司、德國的BASF公司、日本的積水化學公司和鐘淵化學公司。國外的原料含氯量大，質量穩定、加工性能好、熱變形溫度高。特別是管件用原料，國產原料更是無法與之相比。
我國于上世紀50年代中期開始研制溶液法合成CPVC。80年代中期實現工業化生產。目前國內原料生產廠家數量很少，主要分布在山東省，云航實業生產的CPVC樹脂性能較好可用于生產管道外，其它的公司生產的CPVC樹脂主要用于生產粘合劑。
CPVC樹脂的主要原料為PVC和氯，因此從理論上講CPVC是由PVC單體經氯化作用后而形成的。一般來說，可用許多不同的方法 (如通過加熱或UV照射) 來引發PVC和氯根據自由基反應礎機理進行化學反應，如圖為PVC自由基氯化作用反應過程。
CPVC與氯的反應數量隨其氯化方法的不同而有很大的差異性。諾譽公司生產的CPVC樹脂氯含量，可由原普通PVC氯含量的56.7%提升至74%，而國產CPVC樹脂的氯含量僅為63.5-69%。由于CPVC氯含量的增加使得聚合物硬質脆化溫度TG顯著提高。此外由于普通PVC分子質量增加，也使得在氯含量相同時，Tg亦有所增加。
由于氯含量的增加，CPVC在結構上分子的不規整性增大（結晶度下降，分子鏈的極性增強），因而使其熱變形溫度上升。CPVC產品的使用溫度最高可達93-100℃，較PVC提高30-40℃，同時改善了PVC的抗化學性及抗腐蝕能力，能抗強酸、強堿、鹽、脂肪酸鹽、氧化劑及鹵素等的化學腐蝕。另外，CPVC的抗張強度、抗彎曲強度較PVC也有所改進。與其他高分子材料相比，CPVC具有優異的耐老化性，耐腐蝕性和高阻燃性等特點。
CPVC原料由于含氯量在63-74%較PVC（含氯量56-59%）高，加工粘度至少高一倍，而且CPVC密度（在1450-1650Kg/m 之間）比PVC大，上述數據決定了CPVC比PVC加工難度要大很多。
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CPVC硬質材料的性能 |
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項目 |
擠出 |
注塑 |
|
維卡軟化點，℃ |
110 |
105 |
|
抗張強度，MPa |
55.0-65.0 |
55.0-65.0 |
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抗沖強度，(J/M) |
53.3-266.7 |
26.7-266.7 |
|
彎曲屈服強度，MPa |
80.0-100.0 |
90.0-110.0 |
由于CPVC具有卓越的耐高溫、抗腐蝕和阻燃等性能而被廣泛用于制造各種不同工業管道，冷熱水管道和消防管道。CPVC管材的優越性能體現在以下幾個方面：
1、堅固、耐高溫
由于CPVC較PP-R、PE-X堅固，在同樣壓力下，CPVC可以使用更小的管徑而達到與PP、PE-X管同樣的水流量，從而可節省材料費用和安裝時間。與其它熱塑性塑料相比，CPVC在不同溫度下都有卓越的機械性能，適于受壓的場合，使用溫度可高達93℃，壽命可達50年。
2、安裝方便
其連接方法與PVC十分相似。最為常用和最簡單的連接方法為化學冷溶劑熔接。其它連接方法還有螺紋連接、法蘭連接和焊條連接。
3、無透氧腐蝕
CPVC本身具有抗氧性，因此不會有散熱器中由于氧滲透所帶來的金屬腐蝕。
4、減少助劑的滲入
為防止氧化，某些改性塑料需要添加大量抗氧劑，可能會滲入供水系統，導致難聞的氣味。
5、不受水中氯的影響
很多的聚烯烴材料（包括PP、PE）遇水可能會分解，而CPVC則不會受水中余氯的影響，不會出現裂痕和滲漏。
6、良好的阻燃性
CPVC限氧指數為60，因而在空氣中不會燃燒。具有無火焰滴露，不增加火載，限制火焰擴散，低煙霧生成特性。
7、CPVC對無極強酸、強堿具有極佳的化學阻抗性。
常用以替代金屬以處理侵蝕性物質，如質量較差的水，酸性物質堿性物質及其它水溶液。
8、導熱性能低
CPVC的熱傳導系數僅為1.05，熱力不容易從管道散發，管道熱損失少。
9、細菌不易繁殖
由于CPVC不受水中余氯的影響，不會產生裂痕和滲漏，管道內壁光滑，細菌不易滋生。研究表明，CPVC管道內細菌的滋生數值遠遠低于其它材料如銅、鋼及其它塑料管道。
10、較低的熱膨脹
CPVC熱膨脹系數低于其它塑料，管內通熱時膨脹很小，不象其它種類的管道（如PP-RRP）由于較高的膨脹系數造成高溫受熱時的蛇行彎曲，及存在安全隱患又不美觀。
11、時間的考驗
沒有一種熱塑性材料象CPVC那樣，歷經四十年熱水系統的考驗而免于維護，表現出其優勢的性能。
CPVC相對于PP的優勢：
產品全，尺寸全（可做大口徑管材）；
安裝附件少，安裝費用低；
高溫機械強度高；
優良的防火特性；
螺紋連接可達4英寸；
具有很強的耐強酸性；
熱膨脹系數低，無需增加保溫材料厚度或使用保溫性能高但價格昂貴的保溫材料；
可比溫度范圍內的高壓承受能力；
相對于聚烯烴具有較強的預見性及線性壓力回歸曲線；
更高的溫度上限。
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CPVC與PP-R的比較 |
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|
性能 |
CPVC |
PP-R |
|
相同流量所需尺寸 |
較小 |
較大 |
|
安裝方法 |
冷溶 |
熱熔 |
|
安裝電力要求 |
無 |
有 |
|
熱膨脹性 |
低 |
高 |
|
支撐距離 |
長 |
短 |
|
火災危險性 |
低 |
高 |
|
熱損失 |
低 |
高 |
|
受水中余氯的影響 |
無 |
有 |
|
細菌積累 |
很低 |
有 |
|
CPVC與PEX的性能比較 |
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|
性能 |
CPVC |
PEX |
|
受水中余氯的影響 |
無 |
有 |
|
安裝后的外觀 |
直 |
彎曲 |
|
產品質量穩定性 |
統一的工藝,穩定 |
多種工藝,不穩定 |
|
安裝 |
簡單 |
復雜 |
|
流動阻力 |
小 |
大(接頭原因) |
|
火災危險性 |
低 |
高 |
|
實際使用經驗 |
超過40年 |
僅幾年 |
|
抗UV（紫外線） |
低 |
高 |
|
基本性質對比 |
||||||
|
|
CPVC |
PVC |
PP-R |
PEX |
PB |
Cu |
|
抗張強度(MPa,23℃) |
55 |
50 |
30 |
25 |
27 |
>300 |
|
熱膨脹數(X10 K ) |
0.7 |
0.7 |
1.5 |
1.5 |
1.3 |
0.2 |
|
導熱系數(W/MK) |
0.14 |
0.14 |
0.22 |
0.22 |
0.22 |
>400 |
|
限氧指數(簡稱LOI) |
60 |
45 |
18 |
17 |
18 |
|
|
氧滲透(70℃cm /m.日.大氣) |
<1(不明顯) |
(無)似CPVC |
(無)似PB/PEX |
13 |
16 |
無(不明顯) |
出處：Saechtling-國際塑料手冊
現代塑料百科全書
化工手冊
CEN投標（歐標）
英國燃氣
|
|
外徑 |
壁厚 |
（mm） |
|
|
（mm） |
CPVC |
PP |
PEX |
PB |
|
20 |
1.9 |
3.4 |
2.8 |
2.3 |
|
25 |
2.3 |
4.2 |
3.5 |
2.8 |
|
32 |
3 |
5.4 |
4.4 |
3.6 |
|
40 |
3.7 |
6.7 |
5.5 |
4.5 |
|
50 |
4.6 |
8.4 |
6.9 |
5.6 |
出處：DIN8077/8079/16969/16893
CPVC由于具有卓越的耐高溫、抗腐蝕和阻燃性，被廣泛應用于制造各種工業管道、冷熱水管道和高壓電力電纜套管。在食品飲料工業、金屬處理、紙漿與造紙、工業廢物處理、航空工業、醫藥工業也有不同程度的應用。
西安云航實業有限公司
2020-08-02
