PPR

PPR（polypropylene random），又稱無規共聚聚丙烯（PPR），其產品韌性好，強度高，加工性能優異，較高溫度下抗蠕變性能好，並具有無規共聚聚丙烯特有的高透明性優點，可廣泛用於管材、片材、日用品、包裝材料、家用電器部件以及各種薄膜的生產。

PP-R管又叫三型聚丙烯管、無規共聚聚丙烯，採用無規共聚聚丙烯經可擠出成為管材，也可注塑成為管件。乙烯是最常用的單體，它引起聚丙烯物理性質的改變。與PP均聚物相比，無規共聚物改進了光學性能，提高了抗衝擊性能，增加了撓性，降低了熔化溫度，從而也降低了熱熔接溫度；同時在化學穩定性、水蒸汽隔離性能和器官感覺性能方面與均聚物基本相同。使用於擠出、吹塑、注塑、薄膜和片材擠壓加工領域，作食品包裝材料、醫藥包裝材料和日常消費品。

基本介紹

• 中文名：PPR
• 外文名：polypropylene random
• 別名：無規共聚聚丙烯
• 作用：運輸管道

PPR發展

PPR管材與傳統鑄鐵管、鍍鋅鋼管、水泥管等管道相比，具有節能節材、環保、輕質高強、耐腐蝕、內壁光滑不結垢、施工和維修簡便、使用壽命長等優點，廣泛套用於建築給排水、城鄉給排水、城市燃氣、電力和光纜護套、工業流體輸送、農業灌溉等建築業、市政、工業和農業領域。

近幾年，隨著建築業、市政工程、水利工程、農業和工業等行業市場需求的不斷加大，中國PPR管材行業呈現出了高速發展態勢。據調查，2009年塑膠管道生產量為580.4萬噸，同比增長18.9%，2010年1-9月塑膠管道生產量552.8萬噸，同比增長28.23%。同時，隨著消費者對產品環保、健康、耐用等方面的品質要求不斷提高，我國塑膠管道在產量增加的同時，產品質量水平不斷提高，行業的技術進步不斷加快，品牌規模企業不斷增多，新材料、新結構品種不斷湧現，先進的系統設計理念層出不窮，產品的功能性更加明顯、套用領域得到進一步拓寬。分析認為，中國塑膠管道市場占有率目前在所有管道中的比例已經超過30%。

PPR

到2015年，在全國新建、改建、擴建工程中，建築排水管道85%採用塑膠管，建築雨水排水管80%採用塑膠管，城市排水管道的塑膠管使用量達到50%，建築給水、熱水供應和供暖管85%採用塑膠管，城市供水管道(DN400mm以下)80%採用塑膠管，村鎮供水管道90%採用塑膠管，城市燃氣塑膠管(中低壓管)的套用量達到40%，建築電線穿線護套管90%採用塑膠管。據預測，十二五期間我國塑膠管道生產量將保持在10%左右的增長速度，到2015年，預期全國塑膠管道生產量將接近1200萬噸，塑膠管道在全國各類管道中市場占有率超過60%。

PP-R管又叫三型共聚丙烯管、無規共聚聚丙烯，採用無規共聚聚丙烯經擠出成為管材，注塑成為管件。是歐洲90年代初開發套用的新型塑膠管道產品。PP-R是80年代末，採用氣相共聚工藝使5%左右PP的分子鏈中隨機地均勻聚合(無規共聚)而成為新一代管道材料。它強度高，具有較好的抗衝擊性能和長期蠕變性能。 同時管道具有優異的耐化學物品腐蝕性能，常溫下不溶於任何已知溶劑，所以除了家裝之外，更適合化工廠等場所輸送化學流體。使用壽命可達50年之久，市場上還沒有任何一種更廉價的材料可以取代它。

種類用途

PP-R塑鋁穩態管

塑鋁穩態管產品集金屬管和塑膠管優點於一體，適用於輸送介質溫度高、對阻氧及明裝有特殊要求的工況廣泛套用，特別適用做散熱器採暖系統明裝管道。

家裝PP-R冷熱水管

PPR家裝管道系統滿足正常使用條件下的供水需求，可廣泛套用於各類家 裝給水管道系統。

化學結構

PP無規共聚物一般含有 1－ 7%（重量）的乙烯分子及 99— 93%（重量）的丙烯分子。在聚合物鏈上，乙烯分子無規則地插在丙烯分子中間。在這種無規的或統計學共聚物中，大多數（通常 75%）的乙烯是以單分子插入的方式結合進去的，叫做X3基團（三個連續的乙烯[CH2]依次排列在主{TodayHot}鏈上），這還可看成是一個乙烯分子插在兩個丙烯分子中間。

另有 25%的乙烯是以多分子插入的方式結合進主鏈的，又叫X5基團，因為有5個連續的亞甲基團（兩個乙烯分子一起插在兩個丙烯分子中間）。很難把X5和更高的基團如X7、X9等加以區分。鑒於此，把XS和更高基團的乙烯含量一起統計為>X3%。

無規度比值X3/X5可以測定。當X3以上基團的百分比很大時，將顯著降低共聚物的結晶度，這對無規共聚物的最終性能影響很大。共聚物中極高含量的乙烯對聚合物結晶度的影響，類似於高無規聚丙烯含量時的作用。

無規PP共聚物不同於均聚物，因為無規地插入聚合物主鏈中的乙烯分子阻礙了聚合物分子的結晶型排列。共聚物結晶度的降低引起物理性質的改變：無規共聚物與PP均聚物相比剛度降低，抗衝擊性能提高，透明度更好。乙烯共聚物還有較低的熔化溫度，這成了它們在某些方面套用時的優點。

無規共聚物含有較多的可革取物和無規PP，以及乙烯含量高得多的聚合物鏈。這種較高的可革取物含量，視不同的聚合過程，不同程度地存在於所有的商品共聚物材料中，並在滿足聯邦食品管理局（FDA）關於食品接觸的{HotTag}規定上造成困難。

材料性能

物理性能：一般地說，無規PP共聚物比PP均聚物的撓曲性好而剛性低。它們在溫度降至32°F時，還能保持適中的衝擊強度，而當溫度降至-4°F時，有用性就有限了。共聚物的彎曲模量（ 1%應變時的割線模量）在 483～1034MPa範圍內，而均聚物則在1034～1379MPa範圍內。PP共聚物材料的分子量對剛性的影響不如PP均聚物的大。帶切口的懸臂樑式衝擊強度一般在0．8～1．4英尺·磅/英寸的範圍內。

化學性能：無規PP共聚物對酸。鹼、醇、低沸點碳氫化合物溶劑及許多有機化學品的作用有很強的抵抗力。室溫下，PP共聚物基本不溶於大多數有機溶劑。而且，當暴露在肥皂、皂鹼液。水性試劑和醇類中時，它們不象其它許多聚合物那樣會發生環境應力斷裂損壞。當與某些化學品接觸時，特別是液體烴。氯代有機物和強氧化劑，能引起表面裂紋或溶脹。非極性化合物一般比極性化合物更容易為聚丙烯所吸收。其分子只有碳、氫元素，沒有有害有毒的元素存在。

阻隔性能：PP共聚物和均聚物都有很低的水蒸汽滲透率（0．5克/毫升/100平方英寸/24小時）。這些性質可以通過定向加以改進。拉伸吹塑型聚丙烯瓶子已把抗水蒸汽滲透性能改進至0．3，氧氣滲透率到2500。

電性能：一般地，聚丙烯有很好的電性能，包括：高介電強度，低介電常數和低損耗因子；然而，電力套用一般選擇均聚物。

製造方法

乙烯/丙烯無規共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同時進行聚合反應而製得的，所用反應器與生產PP均聚物的一樣。乙烯分子比丙烯分子小，反應快於（反應活性約十倍）丙烯。這使催化劑的立體定向性減弱而活性增大，從而導致無規聚丙烯生成量增多。為了減少這種無規物的生成，需要降低反應溫度，從而降低催化劑的活性，並減少最終產物中無規異構體的含量，得到一種具有較均衡性能的產品。

乙烯含量高（>3%）的無規共聚物在生產過程中處理起來比較困難，也很難在己烷稀釋劑中進行聚合反應，因為反應的二級副產品（無規聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物）能溶於己烷。這在液體丙烯的本體聚合反應也是一樣，儘管溶解度較低。己烷稀釋工藝生產出的大量副產品，必須在己烷再循環階段分離出來，這會增加總生產成本，然而卻能得到合少量可溶組分的較清潔的聚合物。 在本體聚合工藝中，這些雜質會留在聚合物中，並在處理薄片狀材料時帶來麻煩。而且，最終共聚產品中含有較多的可溶性雜質。使用有機溶劑進行二次清洗，可除去大部分雜質，但又會提高共聚物的總生產成本。一般地，副產物含量高時，薄片狀無規共聚物會變得較粘，當乙烯含量高於3．5%（重量）時，這個問題更突出。

共聚物熔點降低和乙烯含量直接相關。據報導，乙烯含量為7%時，共聚物的熔點低達152°F。X3含量對共聚物熔點的影響比兒及更高基因含量的影響更大。它還取決於催化劑本身，及其以X3基團代替以X5基團結合乙烯的能力。

生產工藝

PP－R管的生產工藝為擠出成型工藝，首先加料斗內的PP－R原料靠自重進入擠出機，在擠出機料筒內經加熱擠壓混合，充分塑化後從擠出機口模擠出，進入定型台，定型後的管材經牽引機，通過定長測定，由切割機切斷，管材經檢驗合格後入庫。相應的管件採用注塑成型方法生產。

管材生產工藝流程：PP－R原料→真空吸送上料→料斗貯存→進料→擠壓成型→冷卻定型→牽引→切割→檢驗→入庫

管件生產工藝流程：PP－R原料→輸送上料→料斗貯存→進料→加熱熔融→擠壓注塑→冷卻定型→開模→檢驗→入庫.

管材擠出參數：（1）螺桿轉速5～38r/min（2）機筒溫度分布1～2區180～190℃3～4區200～210℃模具溫度200℃牽引速度2～20m/min管件注射參數：（1）機筒溫度分布機筒後部160～170℃機筒中部200～230℃機筒前部180～200℃（2）噴嘴170～190℃（3）模具40～80℃PP－R管生產過程中產生的殘次品，經破碎後可再次加以利用，這就提高了原料的利用率，並可降低生產成本，提高經濟效益。

產品標準

無規共聚聚丙烯產品統一執行企業標準一般為：Q/3201 GPRO 217－2006 “間歇液相本體法共聚聚丙烯樹脂專用料”標準，其中冷熱水管產品一般執行：石油化工行業標準SH/T1750-2005“冷熱水管道系統用無規共聚聚丙烯（PPR）專用料”標準。管道系統執行標準 GB/T 18742.1-2002 冷熱水用聚丙烯管道系統。

管材特點

簡介

聚丙烯管分為均聚聚丙烯（PP－H）、嵌段共聚聚丙烯（PP－B）和無規聚丙烯（PP－R）3種。PP－H、PP－B、PP－R管材的剛度依次遞減，而抗衝擊強度則依次增加。給水用聚丙烯管是用非凡的PP－R製成。

材料特性

PP－R管作為一種新型的管材，具有以下性能特點：

1、節能PP－R管的生產能耗僅為鋼管的20%，並且其導熱係數低[0．2W/（m.K）]，也僅為鋼管的1/200，套用於熱水系統將大大減少熱量損失。

2、耐腐蝕、不結垢、衛生、無毒使用PP－R管可免去使用鍍鋅鋼管所造成的內壁結垢、生鏽而引起的水質“二次污染”。由於PP－R組份單純，基本成份為碳和氫，符合食品衛生規定，無毒，更適合於飲用水輸送。

3、耐熱、耐壓、使用壽命長PP－R管的長期使用溫度達95℃，短期使用溫度可達120℃。在使用溫度為70℃，工作壓力為1．2MPa條件下，長期連續使用，壽命可達50年以上。

4、輕質高強、流體阻力小PP－R管密度僅為金屬管的1/8，耐壓力試驗強度高達5MPa，且韌性好、耐衝擊。由於內壁光滑、不生鏽、不結垢，流體阻力小。PP－R管的主要技術指標如下：密度0．9g/cm3彈性模量（20℃）800MPa熱膨脹係數1．8×10－4/K導熱係數0．2W/（m.K）縱向收縮率2%衝擊試驗破損率≤10%液壓試驗短期1h，環應力16MPa無滲漏長期95℃，1000h，環應力3．5MPa無滲漏表1為幾種材質管材性能比較。

PP-R管除了具有一般塑膠管重量輕、耐腐蝕、不結垢、使用壽命長等特點外，還具有以下主要特點：

1、無毒、衛生。PP-R的原料分子只有碳、氫元素，沒有有害有毒的元素存在，衛生可靠，不僅用於冷熱水管道，還可用於純淨飲用水系統。

2、保溫節能。PP-R管導熱係數為0.21w/mk，僅為鋼管的1/200。

3、較好的耐熱性。PP-R管的維卡軟化點131.5℃。最高工作溫度可達95℃，可滿足建築給排水規範中熱水系統的使用要求。

4、使用壽命長。PP-R管在工作溫度70℃，工作壓力(P.N)1.OMPa條件下，使用壽命可達50年以上；常溫下(20℃)使用壽命可達100年以上。

5、安裝方便，連線牢固。PP-R具有良好的焊接性能，管材、管件可採用熱熔和電熔連線，安裝方便，接頭牢固，其連線部位的強度大於管材本身的強度。

6、物料可回收利用。PP-R廢料經清潔、破碎後回收利用於管材、管件生產。回收料用量不超過總量10%，不影響產品質量。

主要用途

1、建築物的冷熱水系統，包括集中供熱系統；

2、建築物內的採暖系統、包括地板、壁板及輻射採暖系統；

3、可直接飲用的純淨水供水系統；

4、中央(集中)空調系統；

5、輸送或排放化學介質等工業用管道系統。

選用原則

1、注意管道總體使用係數C(即安全係數)的確定：

一般場合，且長期連續使溫度<70℃，可選C=1.25；在重要場合，且長期連續使用溫度≥70℃，並有可能較長時間在更高溫度運行，可選C=1.5；

2、用於冷水(≤40℃)系統，選用P.N1.0～1.6MPa管材、管件； 用於熱水系統選用≥PN2.0MPa管材、管件。

3、在考慮上述三個原則後，管件的SDR應不大於管材的SDR，即管件的壁厚應不小於同規格管材壁厚。

管材管件套用中注意事項

PPR管道廣泛套用於工業和居民建築內生活,衛生飲用給水及熱水採暖.PPR管道分冷熱水管2種.冷水管管壁薄,熱水管管壁厚,所以在抗斷裂性方面熱水管性能好很多,價格方面熱水管也比冷水管貴一些.許多生產廠家為了保險起見,施工過程中不分冷熱水管開裂,提高安全係數這些都是PPR管材管件套用中要注意的,以下是一些套用常常遇到的一些情況,更應該注意.

1、PPR管材管件獨具有耐腐蝕性能,可以長久的套用於化學等物品的輸送及對環境的適應性強.為了保證管道的良好套用,安裝在戶外或陽光直射處必須包紮深色防護層.

2、PPR管採用一次成型技術,是品質和信譽的保障,滴水不漏,需要注意的是在明裝或非直埋暗敷布管時必須採取防止管道膨脹變形的技術措施.

3、管道安裝過程中,應防止油漆等有機污染物與管材、管件接觸.

4、PPR管材管件熱熔連線安全、無氣味,在其連線過程中需注意,PP-R管除了與一些特別的管材和管件採用其他連線方式,如金屬管或用水器連線使用帶螺紋嵌件或法蘭等機械連線方式外,其餘均應採用熱熔連線,使管道一體化,無滲漏點.

5、安裝與金屬管連線的帶金屬嵌件的專用管件時,不要用力過猛,以免損傷絲扣配件,造成連線處滲漏.

6、管材和管件加熱時,應防止加熱過度,使厚度變薄.管材在管配件內變形.

7、在熱熔插管和校正時,嚴禁旋轉.

8、操作現場不得有明火,嚴禁對管材用明火烘彎.

9、安裝中斷或完畢的敞口處,一定要臨時封閉好,以免雜物進入.