PPR管道简介丨建材百科全书

PPR（polypropylene random），又称无规共聚聚丙烯（PPR），其产品韧性好，强度高，加工性能优异，较高温度下抗蠕变性能好，并具有无规共聚聚丙烯特有的高透明性优点，可广泛用于管材、片材、日用品、包装材料、家用电器部件以及各种薄膜的生产。

PP-R管又叫三型聚丙烯管、无规共聚聚丙烯，采用无规共聚聚丙烯经可挤出成为管材，也可注塑成为管件。乙烯是最常用的单体，它引起聚丙烯物理性质的改变。与PP均聚物相比，无规共聚物改进了光学性能，提高了抗冲击性能，增加了挠性，降低了熔化温度，从而也降低了热熔接温度；同时在化学稳定性、水蒸汽隔离性能和器官感觉性能方面与均聚物基本相同。使用于挤出、吹塑、注塑、薄膜和片材挤压加工领域，作食品包装材料、医药包装材料和日常消费品。

中文名

PPR

外文名

polypropylene random

别    名

无规共聚聚丙烯

作    用

运输管道

PPR发展

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PPR管材与传统铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。

近几年，随着建筑业、市政工程、水利工程、农业和工业等行业市场需

PPR

求的不断加大，中国PPR管材行业呈现出了高速发展态势。据调查，2009年塑料管道生产量为580.4万吨，同比增长18.9%，2010年1-9月塑料管道生产量552.8万吨，同比增长28.23%。同时，随着消费者对产品环保、健康、耐用等方面的品质要求不断提高，我国塑料管道在产量增加的同时，产品质量水平不断提高，行业的技术进步不断加快，品牌规模企业不断增多，新材料、新结构品种不断涌现，先进的系统设计理念层出不穷，产品的功能性更加明显、应用领域得到进一步拓宽。分析认为，中国塑料管道市场占有率目前在所有管道中的比例已经超过30%。

到2015年，在全国新建、改建、扩建工程中，建筑排水管道85%采用塑料管，建筑雨水排水管80%采用塑料管，城市排水管道的塑料管使用量达到50%，建筑给水、热水供应和供暖管85%采用塑料管，城市供水管道(DN400mm以下)80%采用塑料管，村镇供水管道90%采用塑料管，城市燃气塑料管(中低压管)的应用量达到40%，建筑电线穿线护套管90%采用塑料管。据预测，十二五期间我国塑料管道生产量将保持在10%左右的增长速度，到2015年，预期全国塑料管道生产量将接近1200万吨，塑料管道在全国各类管道中市场占有率超过60%。

PP-R管又叫三型共聚丙烯管、无规共聚聚丙烯，采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，注塑成为管件。是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。PP-R是80年代末，采用气相共聚工艺使5%左右PP的分子链中随机地均匀聚合(无规共聚)而成为新一代管道材料。它强度高，具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能。同时管道具有优异的耐化学物品腐蚀性能，常温下不溶于任何已知溶剂，所以除了家装之外，更适合化工厂等场所输送化学流体。使用寿命可达50年之久，市场上还没有任何一种更廉价的材料可以取代它。

种类用途

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PP-R塑铝稳态管

塑铝稳态管产品集金属管和塑料管优点于一体，适用于输送介质温度高、对阻氧及明装有特殊要求的工况广泛应用，特别适用做散热器采暖系统明装管道。

家装PP-R冷热水管

PPR家装管道系统满足正常使用条件下的供水需求，可广泛应用于各类家 装给水管道系统。

化学结构

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PP无规共聚物一般含有 1－ 7%（重量）的乙烯分子及 99— 93%（重量）的丙烯分子。在聚合物链上，乙烯分子无规则地插在丙烯分子中间。在这种无规的或统计学共聚物中，大多数（通常 75%）的乙烯是以单分子插入的方式结合进去的，叫做X3基团（三个连续的乙烯[CH2]依次排列在主{TodayHot}链上），这还可看成是一个乙烯分子插在两个丙烯分子中间。

另有 25%的乙烯是以多分子插入的方式结合进主链的，又叫X5基团，因为有5个连续的亚甲基团（两个乙烯分子一起插在两个丙烯分子中间）。很难把X5和更高的基团如X7、X9等加以区分。鉴于此，把XS和更高基团的乙烯含量一起统计为>X3%。

无规度比值X3/X5可以测定。当X3以上基团的百分比很大时，将显著降低共聚物的结晶度，这对无规共聚物的最终性能影响很大。共聚物中极高含量的乙烯对聚合物结晶度的影响，类似于高无规聚丙烯含量时的作用。

无规PP共聚物不同于均聚物，因为无规地插入聚合物主链中的乙烯分子阻碍了聚合物分子的结晶型排列。共聚物结晶度的降低引起物理性质的改变：无规共聚物与PP均聚物相比刚度降低，抗冲击性能提高，透明度更好。乙烯共聚物还有较低的熔化温度，这成了它们在某些方面应用时的优点。

无规共聚物含有较多的可革取物和无规PP，以及乙烯含量高得多的聚合物链。这种较高的可革取物含量，视不同的聚合过程，不同程度地存在于所有的商品共聚物材料中，并在满足联邦食品管理局（FDA）关于食品接触的{HotTag}规定上造成困难。

材料性能

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物理性能：一般地说，无规PP共聚物比PP均聚物的挠曲性好而刚性低。它们在温度降至32°F时，还能保持适中的冲击强度，而当温度降至-4°F时，有用性就有限了。共聚物的弯曲模量（ 1%应变时的割线模量）在 483～1034MPa范围内，而均聚物则在1034～1379MPa范围内。PP共聚物材料的分子量对刚性的影响不如PP均聚物的大。带切口的悬臂梁式冲击强度一般在0．8～1．4英尺·磅/英寸的范围内。

化学性能：无规PP共聚物对酸。碱、醇、低沸点碳氢化合物溶剂及许多有机化学品的作用有很强的抵抗力。室温下，PP共聚物基本不溶于大多数有机溶剂。而且，当暴露在肥皂、皂碱液。水性试剂和醇类中时，它们不象其它许多聚合物那样会发生环境应力断裂损坏。当与某些化学品接触时，特别是液体烃。氯代有机物和强氧化剂，能引起表面裂纹或溶胀。非极性化合物一般比极性化合物更容易为聚丙烯所吸收。其分子只有碳、氢元素，没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渗透率（0．5克/毫升/100平方英寸/24小时）。这些性质可以通过定向加以改进。拉伸吹塑型聚丙烯瓶子已把抗水蒸汽渗透性能改进至0．3，氧气渗透率到2500。

电性能：一般地，聚丙烯有很好的电性能，包括：高介电强度，低介电常数和低损耗因子；然而，电力应用一般选择均聚物。

制造方法

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乙烯/丙烯无规共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同时进行聚合反应而制得的，所用反应器与生产PP均聚物的一样。乙烯分子比丙烯分子小，反应快于（反应活性约十倍）丙烯。这使催化剂的立体定向性减弱而活性增大，从而导致无规聚丙烯生成量增多。为了减少这种无规物的生成，需要降低反应温度，从而降低催化剂的活性，并减少最终产物中无规异构体的含量，得到一种具有较均衡性能的产品。

乙烯含量高（>3%）的无规共聚物在生产过程中处理起来比较困难，也很难在己烷稀释剂中进行聚合反应，因为反应的二级副产品（无规聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物）能溶于己烷。这在液体丙烯的本体聚合反应也是一样，尽管溶解度较低。己烷稀释工艺生产出的大量副产品，必须在己烷再循环阶段分离出来，这会增加总生产成本，然而却能得到合少量可溶组分的较清洁的聚合物。在本体聚合工艺中，这些杂质会留在聚合物中，并在处理薄片状材料时带来麻烦。而且，最终共聚产品中含有较多的可溶性杂质。使用有机溶剂进行二次清洗，可除去大部分杂质，但又会提高共聚物的总生产成本。一般地，副产物含量高时，薄片状无规共聚物会变得较粘，当乙烯含量高于3．5%（重量）时，这个问题更突出。

共聚物熔点降低和乙烯含量直接相关。据报导，乙烯含量为7%时，共聚物的熔点低达152°F。X3含量对共聚物熔点的影响比儿及更高基因含量的影响更大。它还取决于催化剂本身，及其以X3基团代替以X5基团结合乙烯的能力。

生产工艺

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PP－R管的生产工艺为挤出成型工艺，首先加料斗内的PP－R原料靠自重进入挤出机，在挤出机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出，进入定型台，定型后的管材经牵引机，通过定长测定，由切割机切断，管材经检验合格后入库。相应的管件采用注塑成型方法生产。

管材生产工艺流程：PP－R原料→真空吸送上料→料斗贮存→进料→挤压成型→冷却定型→牵引→切割→检验→入库

管件生产工艺流程：PP－R原料→输送上料→料斗贮存→进料→加热熔融→挤压注塑→冷却定型→开模→检验→入库.

管材挤出参数：（1）螺杆转速5～38r/min（2）机筒温度分布1～2区180～190℃3～4区200～210℃模具温度200℃牵引速度2～20m/min管件注射参数：（1）机筒温度分布机筒后部160～170℃机筒中部200～230℃机筒前部180～200℃（2）喷嘴170～190℃（3）模具40～80℃PP－R管生产过程中产生的残次品，经破碎后可再次加以利用，这就提高了原料的利用率，并可降低生产成本，提高经济效益。

产品标准

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无规共聚聚丙烯产品统一执行企业标准一般为：Q/3201 GPRO 217－2006 “间歇液相本体法共聚聚丙烯树脂专用料”标准，其中冷热水管产品一般执行：石油化工行业标准SH/T1750-2005“冷热水管道系统用无规共聚聚丙烯（PPR）专用料”标准。管道系统执行标准 GB/T 18742.1-2002 冷热水用聚丙烯管道系统。

管材特点

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简介

聚丙烯管分为均聚聚丙烯（PP－H）、嵌段共聚聚丙烯（PP－B）和无规聚丙烯（PP－R）3种。PP－H、PP－B、PP－R管材的刚度依次递减，而抗冲击强度则依次增加。给水用聚丙烯管是用非凡的PP－R制成。

材料特性

PP－R管作为一种新型的管材，具有以下性能特点：

1、节能PP－R管的生产能耗仅为钢管的20%，并且其导热系数低[0．2W/（m.K）]，也仅为钢管的1/200，应用于热水系统将大大减少热量损失。

2、耐腐蚀、不结垢、卫生、无毒使用PP－R管可免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢、生锈而引起的水质“二次污染”。由于PP－R组份单纯，基本成份为碳和氢，符合食品卫生规定，无毒，更适合于饮用水输送。

3、耐热、耐压、使用寿命长PP－R管的长期使用温度达95℃，短期使用温度可达120℃。在使用温度为70℃，工作压力为1．2MPa条件下，长期连续使用，寿命可达50年以上。

4、轻质高强、流体阻力小PP－R管密度仅为金属管的1/8，耐压力试验强度高达5MPa，且韧性好、耐冲击。由于内壁光滑、不生锈、不结垢，流体阻力小。PP－R管的主要技术指标如下：密度0．9g/cm3弹性模量（20℃）800MPa热膨胀系数1．8×10－4/K导热系数0．2W/（m.K）纵向收缩率2%冲击试验破损率≤10%液压试验短期1h，环应力16MPa无渗漏长期95℃，1000h，环应力3．5MPa无渗漏表1为几种材质管材性能比较。

PP-R管除了具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点外，还具有以下主要特点：

1、无毒、卫生。PP-R的原料分子只有碳、氢元素，没有有害有毒的元素存在，卫生可靠，不仅用于冷热水管道，还可用于纯净饮用水系统。

2、保温节能。PP-R管导热系数为0.21w/mk，仅为钢管的1/200。

3、较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5℃。最高工作温度可达95℃，可满足建筑给排水规范中热水系统的使用要求。

4、使用寿命长。PP-R管在工作温度70℃，工作压力(P.N)1.OMPa条件下，使用寿命可达50年以上；常温下(20℃)使用寿命可达100年以上。

5、安装方便，连接牢固。PP-R具有良好的焊接性能，管材、管件可采用热熔和电熔连接，安装方便，接头牢固，其连接部位的强度大于管材本身的强度。

6、物料可回收利用。PP-R废料经清洁、破碎后回收利用于管材、管件生产。回收料用量不超过总量10%，不影响产品质量。

主要用途

1、建筑物的冷热水系统，包括集中供热系统；

2、建筑物内的采暖系统、包括地板、壁板及辐射采暖系统；

3、可直接饮用的纯净水供水系统；

4、中央(集中)空调系统；

5、输送或排放化学介质等工业用管道系统。

选用原则

1、注意管道总体使用系数C(即安全系数)的确定：

一般场合，且长期连续使温度<70℃，可选C=1.25；在重要场合，且长期连续使用温度≥70℃，并有可能较长时间在更高温度运行，可选C=1.5；

2、用于冷水(≤40℃)系统，选用P.N1.0～1.6MPa管材、管件；用于热水系统选用≥PN2.0MPa管材、管件。

3、在考虑上述三个原则后，管件的SDR应不大于管材的SDR，即管件的壁厚应不小于同规格管材壁厚。

管材管件应用中注意事项

PPR管道广泛应用于工业和居民建筑内生活,卫生饮用给水及热水采暖.PPR管道分冷热水管2种.冷水管管壁薄,热水管管壁厚,所以在抗断裂性方面热水管性能好很多,价格方面热水管也比冷水管贵一些.许多生产厂家为了保险起见,施工过程中不分冷热水管开裂,提高安全系数这些都是PPR管材管件应用中要注意的,以下是一些应用常常遇到的一些情况,更应该注意.

1、PPR管材管件独具有耐腐蚀性能,可以长久的应用于化学等物品的输送及对环境的适应性强.为了保证管道的良好应用,安装在户外或阳光直射处必须包扎深色防护层 [1] .

2、PPR管采用一次成型技术,是品质和信誉的保障,滴水不漏,需要注意的是在明装或非直埋暗敷布管时必须采取防止管道膨胀变形的技术措施.

3、管道安装过程中,应防止油漆等有机污染物与管材、管件接触.

4、PPR管材管件热熔连接安全、无气味,在其连接过程中需注意,PP-R管除了与一些特别的管材和管件采用其他连接方式,如金属管或用水器连接使用带螺纹嵌件或法兰等机械连接方式外,其余均应采用热熔连接,使管道一体化,无渗漏点.

5、安装与金属管连接的带金属嵌件的专用管件时,不要用力过猛,以免损伤丝扣配件,造成连接处渗漏.

6、管材和管件加热时,应防止加热过度,使厚度变薄.管材在管配件内变形.

7、在热熔插管和校正时,严禁旋转.

8、操作现场不得有明火,严禁对管材用明火烘弯.

9、安装中断或完毕的敞口处,一定要临时封闭好,以免杂物进入.