20世紀(jì)90年代以來(lái)我國(guó)的合成樹(shù)脂工業(yè)蓬勃發(fā)展，產(chǎn)量和消費(fèi)一直保持著良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭。目前，我國(guó)合成樹(shù)脂生產(chǎn)能力達(dá)到1000萬(wàn)噸，列美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)之后，居世界前五位。但是，塑料管道所需的各種專用樹(shù)脂尚有較大缺口，在我國(guó)雖然PE和PP樹(shù)脂產(chǎn)量很大，但適合做管材的樹(shù)脂不多，尤其是適合做城市供水、城市燃?xì)廨斔陀玫?a href="http://www.whsongshui.cn">PE管專用料和建筑冷熱水用的PP-R專用料更少，還需進(jìn)口一定數(shù)量的塑料管道專用樹(shù)脂。

塑料管道發(fā)展

    我國(guó)塑料管道發(fā)展很快，質(zhì)量在不斷提高。目前，已初步形成以聚氯乙烯（PVC-U）管、聚乙烯（PE）管和聚丙烯（PP-R）管為主的塑料管產(chǎn)業(yè)。其中PE管（聚乙烯）由于其自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于建筑給水，建筑排水，埋地排水管，建筑采暖、輸氣管，電工與電訊保護(hù)套管、工業(yè)用管、農(nóng)業(yè)用管等。其主要應(yīng)用于城市供水、城市燃?xì)夤?yīng)及農(nóng)田灌溉。

 

    我們以附件表格中《常見(jiàn)給（冷）水管道特性的比較》來(lái)進(jìn)行分析

 

   （1）聚乙烯具有優(yōu)良的耐腐蝕性、較好的衛(wèi)生性能和較長(zhǎng)的使用壽命

聚乙烯為無(wú)惰性材料，除少量強(qiáng)氧化劑外，可耐多種化學(xué)藥品侵蝕，且不易滋生細(xì)菌。眾所周知鋼管、鑄鐵管被塑料管所取代的原因不僅是因?yàn)樗芰瞎懿谋绕漭斔芎牡汀⑸钅芎牡汀⒅亓枯p、水流阻力小、安裝簡(jiǎn)便迅速、造價(jià)低、壽命長(zhǎng)、具有保溫功能等，還因?yàn)樗芰瞎苣透g、不易滋生微生物等性能優(yōu)于鋼管及鑄鐵管。

聚乙烯管材的使用壽命為50年以上，這一點(diǎn)不僅已為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外的一些先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)所確認(rèn)，而且已經(jīng)被實(shí)踐所證明。

聚乙烯能夠推廣應(yīng)用的另一個(gè)原因是因?yàn)榫勐纫蚁┤找媸艿江h(huán)境保護(hù)方面的壓力。首先是聚氯乙烯本身的衛(wèi)生性能問(wèn)題：眾所周知，在正規(guī)生產(chǎn)和嚴(yán)格控制下生產(chǎn)聚氯乙烯管是可以保證衛(wèi)生性能的，容許應(yīng)用在飲用水領(lǐng)域。但是還是有人擔(dān)心在控制不嚴(yán)的地方可能會(huì)發(fā)生問(wèn)題：如聚氯乙烯樹(shù)脂中氯乙烯單體的超標(biāo)，在給水用聚氯乙烯管的配方中誤用了有毒的助劑。把不保證無(wú)毒的排水用聚氯乙烯管和管件誤用到了給水管和管件等。其次是聚氯乙烯管的回收問(wèn)題：聚氯乙烯和聚乙烯一樣是熱塑性塑料，從理論上講都是可以利用的，但是各國(guó)的證明，舊塑料制品能回收再生的比例有限，主要的處理方式是焚燒回收能源，聚氯乙烯因?yàn)楹?，在焚燒時(shí)控制不好就可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，而聚乙烯僅含碳?xì)?，焚燒后生成水和二氧化碳。所以在歐美等國(guó)家，現(xiàn)在聚氯乙烯的應(yīng)用正受到一些環(huán)境保護(hù)組織日益加重的壓力。

 

   （2）聚乙烯具有獨(dú)特的柔韌性和優(yōu)良的耐刮痕的能力

   聚乙烯管道系統(tǒng)的撓性有著巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。聚乙烯的撓性是一個(gè)重要的性質(zhì)，它極大的提高了該材料對(duì)于管線工程的價(jià)值。良好的撓性使聚乙烯管可以盤(pán)卷，以較長(zhǎng)的長(zhǎng)度進(jìn)行供應(yīng)，避免了大量的接頭和管件。例如在全國(guó)城市改水示范單位——南通自來(lái)水公司在一戶一表改造中選材時(shí)便充分利用了PE小口徑管材可盤(pán)卷的特性，從水表至用戶一根管材到底，中間無(wú)須管接頭，既節(jié)約了成本，又提高了工效。PE小口徑管的這種特性已得到全國(guó)各城市有水表出戶工程的自來(lái)水公司的認(rèn)可，成為其改水作業(yè)的首選產(chǎn)品。同時(shí)，撓性和重量輕及具有優(yōu)良的耐刮痕能力，使之可采用多種可減輕對(duì)環(huán)境和社會(huì)生活的影響且費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的安裝方法，如免開(kāi)挖施工技術(shù)。免開(kāi)挖施工技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的技術(shù)手段，在地表不開(kāi)溝（槽）的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工技術(shù)。多種免開(kāi)挖施工技術(shù)非常適宜采用聚乙烯管材，如鋪設(shè)新管線的水平定向鉆進(jìn)和導(dǎo)向鉆進(jìn)法，原位更換舊管線的脹管法及修復(fù)舊管線的穿插更新內(nèi)襯法及各種改進(jìn)的內(nèi)襯法（折疊變形法、熱拔法和冷軋法）。

 

   PE獨(dú)特的柔韌性還使其能夠有效的抵抗地下運(yùn)動(dòng)和端載荷。從表面上看，強(qiáng)強(qiáng)度和剛性方面，塑料埋地管不及水泥管及金屬管道，但從實(shí)際應(yīng)用看，塑料埋地管是屬于“柔性管”，在正確設(shè)計(jì)和鋪設(shè)施工下塑料埋地管是和周?chē)寥拦餐惺茇?fù)載的。所以塑料埋地管不需要達(dá)到“鋼性管”一樣的強(qiáng)度和剛性就可以滿足埋地使用中的力學(xué)性能的要求。同時(shí)，聚乙烯的壓力松弛特性可有效地通過(guò)形變而消耗應(yīng)力，其實(shí)際軸向應(yīng)力水平遠(yuǎn)比理論計(jì)算值低，而且其斷裂伸長(zhǎng)率一般都大于500%，彎曲半徑可以小到管直徑的20～25倍，是一種高韌性材料，對(duì)地基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，這些特點(diǎn)使其成為抵御地震、地基沉降以及溫差伸縮的最為優(yōu)秀的管道。例如在1995年日本神戶大地震中，PE給水管及燃?xì)夤芫褪俏ㄒ恍颐獾墓艿老到y(tǒng)。

 

   （3）聚乙烯具有非常突出的耐低溫性能

   PE管的低溫脆化點(diǎn)為-70℃，優(yōu)于其他管道。在冬季野外施工時(shí)聚氯乙烯（PVC-U）管容易脆裂，我國(guó)北京地區(qū)鋪設(shè)聚氯乙烯（PVC-U）埋地給水管試點(diǎn)工程中總結(jié)的一條經(jīng)驗(yàn)是溫度在零度以下就不適宜進(jìn)行聚氯乙烯（PVC-U）管的鋪設(shè)施工了。還有一個(gè)明顯的佐證，為改進(jìn)PP的韌性和低溫耐沖擊性能，可將乙烯與丙烯單體共聚制成無(wú)規(guī)共聚聚丙烯（PP-R），其一般采用iPP的工藝路線和方法，使丙烯和乙烯的混合氣體進(jìn)行共聚合，得到主鏈中無(wú)規(guī)則地分布著丙烯和乙烯段的共聚物（即PP-R管材料），PP-R管材料中的乙烯含量大多在3%左右。但改善后的PP-R耐低溫性能仍不盡人意，其脆化點(diǎn)約為-15℃，遠(yuǎn)高于聚乙烯管的脆化點(diǎn)溫度-70℃。

 

   （4）聚乙烯具有良好的快速裂紋增長(zhǎng)斷裂韌性

發(fā)生快速裂紋增長(zhǎng)破壞時(shí)，裂紋可以100～45m/s速度快速擴(kuò)展幾百米至十幾公里，造成長(zhǎng)距離管路損壞，發(fā)生大規(guī)模泄漏事故，以及后續(xù)的燃燒爆炸（輸天然氣）或洪水（輸水）事故。這種事故發(fā)生概率不大，一旦發(fā)生，危害極大。最近十幾年來(lái)，這種破壞方式已被認(rèn)為是塑料燃?xì)廨斔凸苤行枰^對(duì)防止的最具危險(xiǎn)性的事故。對(duì)塑料壓力管的持續(xù)發(fā)展來(lái)講，防止發(fā)生快速裂紋增長(zhǎng)破壞要求的重要性已經(jīng)超過(guò)了對(duì)長(zhǎng)期壽命強(qiáng)度性能的要求。其原因?yàn)椋涸谕籗DR（管材直徑與其厚度之比）時(shí)，計(jì)算的長(zhǎng)期壽命—長(zhǎng)期強(qiáng)度與增大管徑無(wú)關(guān)（實(shí)際上大口徑管可能比小口徑管安全），但快速裂紋增長(zhǎng)危險(xiǎn)隨管徑增大而增加。在現(xiàn)有大品種塑實(shí)驗(yàn)方法料管中，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯管等，達(dá)到一定管徑時(shí)，由防止快速裂紋增長(zhǎng)破壞所決定的許用壓力，總是比由長(zhǎng)期強(qiáng)度問(wèn)題所決定的許用壓力低。也就是說(shuō)，按防止快速裂紋增長(zhǎng)破壞的要求決定了許用壓力后，長(zhǎng)期壽命（如20℃，50年）要求可自行得到滿足；快速裂紋增長(zhǎng)斷裂韌性差的材料將遭到淘汰，不管它的長(zhǎng)期強(qiáng)度性能好或壞。如聚氯乙烯（PVC-U）燃?xì)夤芤呀?jīng)基本上全部被聚乙烯（PE）燃?xì)夤?/a>所取代。歐洲聚氯乙烯（PVC-U）給水管被聚乙烯（PE）管取代的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。