PVC-O早是英国YorkshirelmperialPlastics(Uponor)在1970年开发的,后来澳大利亚Vinidex(1986)、美国Upomor-ETI(1990)、荷兰Polva和法国Seperef也相续生产。 [2] 早期都是采用“离线”(off-line)加工工艺(两步加工法),把挤出成型和已经冷却的PVC-U管材段(厚料胚)在模具内通过加热和加压膨胀到要求尺寸来实现取向。试验研究和实际应用PVC-O具有非凡的性能,但是“离线”加工工艺生产速度低,设备投资高,很难推广。 后来研发出在挤出加工过程中“在线”(in-line)进行取向,连续生产PVC-O。
加工工艺
在线连续生产PVC-O管材的生产技术比较复杂,都属于技术。生产PVC-O管材的另一个难点-成型连体的承口也已经有技术。PVC-U给水管的双轴拉伸工艺国内外都有报道,较为理想的加工方法有两种:荷兰瓦云公司的连续成型法和法国阿尔法康公司的管材带R-R承口的成型法。荷兰瓦云公司的双轴拉伸管材成型方法的特点是可以连续生产。法国阿尔法康公司成型方法的特点是可以生产R-R承口的管材,缺点是不能连续生产。 “离线”加工工艺的主要局限性是挤出速度低和单位产出的投用高。由于料胚管周围厚度和温度的差异,自由膨胀的公差难以控制。为了达到温度、均匀的条件,所需循环时间长。
管材壁厚
由于PVC-O管材是将原来成型的PVC-U管材进行轴向和径向拉伸,所以管材的壁厚较薄。表3是GB/T 10002.1-2006中规定的给水用PVC-U管材标准和**标准ISO16422-2006规定的输水用PVC-O管枯部分规格产品壁厚的比较。 PVC-O与PVC-U壁厚比较,PVC-O给水管较PVC-U给水管可减少壁厚35%-40%,大大节约了材料,降低了成本。
比率和拉伸速率
拉伸取向,用通俗的话来讲,就是将卷曲的分子链拉直并沿拉伸的方向排列。适当增加拉伸比率,则分子取向程度加大,材料的强度也同时加大。但过分加大拉伸比率会导致材料的破坏,用通俗的话来讲,就是材料的分子链被拉断,材料受到了破坏。另外,如果拉伸温度偏高,拉伸速率过低,分子链在拉伸的过程中会产生松弛,即分子链在拉伸的过程中有足够的时间和能力回复到原来的卷曲状态,使取向程度降低。因此,要获得较为理想的取向度,应当制定合理的拉伸温度和较快的拉伸速率,并及时将拉伸后材料的温度降低到玻璃化温度以下。
PVC-U给水管材通过双轴拉伸后,其冲击强度提高了10倍多。 PVC-O管的另一个优点是由于较高的设计应力,增加了通水能力,方便了搬运和铺设。
荷兰Wavin集团已经生产并使用PVC-O管材多年,据Wavin集团统计,与PVC-U相比,PVC-O管材投入、支出情况如下。 (1)平均节省原料11.58%。 (2)PVC-O投资提高2.5-3倍(在欧洲情况)。 (3)产量300~650 kg/h,长度增加20%-40%。 (4)废品率增高2%-4%。 (5)能源损耗提高25%。 (6)人力运行费用增加10%-15%。 (7)生产线长度增加25%。 综合计算,1 m管材节省投入33%-44%,价格可提高10%-15%。可见,PVC-O管材是一次性投入,收益。
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