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hell_hui

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[交流] 后pvc-m时代pvc-o的理论探讨

【讨论】
PVC管材后PVC-M时代PVC-O理论探讨
   PVC-U管材在众多塑料管材中占有重要的地位，其质量轻、耐酸碱腐蚀、输送流体时阻力小、绝缘性优良。PVC-U饮用水管材由溶解试验证实不影响水质、不易形成水垢、管口连接方便、施工迅速容易、施工费用低廉、使用寿命长、二次加工方便、原材料来源充足、价格便宜，被广泛应用于化工生产、水产养殖业、矿山通风、人畜引水工程、城市排水设施及电缆穿线管等领域。但是，PVC-U的缺点在于其冲击韧性比较差，这在施工和使用过程中带来了诸多不便。如果加入抗冲改性剂则会影响到材料的耐压等级。采用双向拉伸的方法生产PVC管材，可以提高管材的强度和韧性。据报道，1988年，Ward等人生产的PVC管材耐压环应力达到了80MPa。日本三菱公司生产的双向拉伸管材，其外径63mm，厚度为4mm，与壁厚为6.15mm普通管材的耐压强度相近；实验还表明，经双向拉伸后PVC-U管材的轴向与周向应力最大可以分别达到18.9MPa和29.1MPa。管材破裂裂纹一般与轴向或周向平行，并且经较短的长度后可以终止，其原因是管材破裂前膨胀很大。这说明管材上没有特别薄弱的环节，是取向阻止了裂纹发展的结果。目前，国内尚无厂家生产PVC-U双向拉伸管材。国际上也只有少数厂家能够生产，例如荷兰瓦云公司。对于双向拉伸制备PVC-U管材的增强增韧机理，通过分析结构与性能关系，已经得到比较明确的结论。其主要的难度在于：双向拉伸的工艺方法。根据专利的介绍，目前双向拉伸制备PVC-U管材的方法主要有以下三种：模头拉伸法，锥形管扩张拉伸法，压力扩张拉伸法。目前世界上普遍应用的管材双向拉伸增强方法主要是模头拉伸法，简称模拉法。模拉法通过口模进行径向拉伸，通过牵引机进行轴向拉伸，是一种获得大取向度的方法，适用于任意长度的塑料挤出制品的生产。锥形管扩张拉伸法也是一种有效的双轴拉伸塑料管的生产方法，主要代表为希腊A.G.PETZETAKISS.A公司的双轴取向管生产工艺，这种工艺是在挤出机的前端加上一个热交换池调节管材的温度，在热交换池的后端通过定径套管定径，同时在定径套管上连接一个锥形套管进行径向拉伸，通过调节牵引机的速度实现轴向拉伸。压力扩张拉伸法是一种新型的拉伸取向管生产方法，它是利用压力液体或气体对管坯进行径向拉伸，横向拉伸。但该方法易使管子产生局部膨胀导致壁厚不均。优点是可以克服锥形管扩张拉伸法带双向收缩，从而保证了管材尺寸满足要求。目前国内关于双向拉伸管材的研究报道，多是国外专利的综述及机理的研究，PVC-U产品尚未工业化。
   聚合物凝聚态形态结构与加工条件相关，直接影响产品质量，因此改变加工条件，特定环境下改变聚合物形态结构，从而提高制品性能。外增强基本为改性、填充等，而自增强常用剪切和拉伸加工，控制结晶形态、取向等达到自增强效果。自增强无界面问题，因此可以获得更好的物理性能。
   自增强技术是近年来发展起来的一种新的工艺技术（就管材来言），因为吹塑薄膜、双向拉伸片材都属自增强技术，但是管材自增强比其他自增强难度要大得多，因为管材厚度大，自增强加工异常困难。
   管材自增强属于高分子材料二次加工技术，固相态利用特殊拉伸扩张成型改变凝聚态结构，使大分子链在应力作用下伸展取向，获得排列有序的微观结构，通过此技术可大幅提高现有通用材料的蠕变、耐热性和强度，挖掘出高分子材料的内在潜质，制作出力学性能优异的聚氯乙烯管材。
   PVC-O有名双轴取向自增强pvc管材，在生产中采用轴向环向双向拉伸技术，使管材获得双向的拉伸扩张自增强效果。
该方法为现在的通用塑料开拓了一个新的发展空间。
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