近幾年，室內用熱水管道的用量猛增，尤其是低溫熱水地面輻射供暖的逐漸普及，各種管道都有應用，如PPR（無規共聚聚丙烯）管、PEXa（過氧化物交聯高密度聚乙烯）管、PEXb（硅烷接枝水解交聯高密度聚乙烯）管、PB（聚丁烯）管、PE-AL-PEXb（鋁塑復合）管、CPVC（氯化聚氯乙烯）管、PERT（耐溫中密度聚乙烯）管等。其中，有些材質的管道大家不是很熟悉，比如PB（聚丁烯）管。本文將聚丁烯及其管道的主要特點介紹如下：
聚丁烯（PB）樹脂是基于聚（1-丁烯）的半結晶性聚烯烴熱塑性塑料，包括均聚物和一系列聚（1-丁烯/乙烯）共聚物。主要用途為管材、管件、包裝、中空吹塑容器、熱熔粘合劑和密封劑以及高分子改性。
PB是1-丁烯單體通過等規立構Ziegler-Natta聚合反應生產的。商業產品是基于等規立構（98%%～99.5%%）、高分子量（平均分子量為23萬～75萬）的聚合物。聚1-丁烯已知的有五種結晶變形：型態I；型態II；型態III；型態I’；型態II’。玻璃化轉變溫度范圍從均聚物的約-20℃到高乙烯含量共聚物的-34℃。熔體的結晶反應首先產生四方晶型的亞穩態型態II；在環境溫度和壓力下均聚物經過5天～7天從型態II不可逆地轉變到孿生六方晶型的穩定狀態I，對共聚物來說這一過程需要1天～3天。
對各種均聚物來說型態I的熔點范圍為107℃～130℃，對低乙烯含量的共聚物來說為114℃～118℃，對高乙烯含量的共聚物來說為90℃～95℃。轉換到型態I后，均聚物的結晶度為48%%～55%%，而共聚物根據乙烯含量為35%～45%。
PB樹脂一般耐酸、堿、溶劑、石蠟油和環烷油、洗滌劑和各種化學藥品，但在高溫下耐受性降低。該樹脂也具有良好的阻濕性和電絕緣性能。該材料顯示撓曲性能的范圍很寬，均聚物的拉伸模量為286MPa，高乙烯含量共聚物為52MPa。PB特別耐蠕變、耐環境開應力、耐化學藥品及耐磨損。所有品級均以粒料供應。熔體指數（MI）為0.4g/10min(ASTMD-1238，條件E)的PB樹脂可用于加工冷熱水管。MI為1g/10min的PB樹脂主要用于加工包裝薄膜。MI為0.4～200的通用級均聚PB樹脂可與其他聚烯烴共混以增強沖擊強度。MI為0.25～750的高乙烯含量共聚PB樹脂與其他聚烯烴共混時可改善加工性和其他性能。
在此，我們主要討論MI=0.4的PB管材樹脂，經過普通的單螺桿擠出機管材生產線可生產出各種規格的冷熱水管材，管件可由普通注塑機生產。
聚丁烯（PB）管耐熱蠕變性能和高溫下性能的保持性優異，可以達到82.2℃，也就是說在此溫度下可以長期使用，短時間使用溫度可以高達95℃。PB管道質輕、柔韌、抗沖擊性好，可以取代銅管、鋁塑管而應用于冷熱水系統中。目前，國內生產的PB管道以荷蘭巴塞爾（BASELL）公司和美國的殼牌（SHELL）公司生產出品的聚丁烯（PB）為原料，產品的生產與檢驗嚴格執行國家標準GB/T19473.1-2004的要求。
■PB管道產品特性
一、重量輕，柔軟性好，施工簡單：PB管道重量為鍍鋅鋼管的1/20，易于搬運，最小彎曲半徑為6D。二、耐久性能好，無毒無害：由于其分子量很高，分子結構穩定，在沒有紫外線照射的情況下，使用壽命不低于50年，且無毒無害。三、抗凍耐熱性好：在零下20℃的溫度條件下，具有較好的低溫抗沖擊性能，管材不會凍裂。解凍后，管材能恢復原樣；在82℃的情況下，各方面的性能仍保持得很好。四、管壁光滑，不結垢：內壁光滑，同鍍鋅管比較，可增加水流量30%。五、連接方式先進：連接方式為一體化熱熔連接，因此在埋設時，可避免因溫度變化和水錘現象引起管的移動及連接處的滲漏。六、易于維修：PB管暗埋時，不與混凝土粘接。出現人為損壞時，可通過更換的管道進行快速維修。
■PB管道的主要應用領域
一、自來水的冷熱水管：直飲水工程用管。二、采暖用管材：可用于連接暖氣片等高溫采暖系統，亦適用于地板、墻壁輻射采暖等低溫采暖系統及空調用管道系統。三、太陽能住宅溫水管：用于太陽能住宅的溫水和取暖配管。四、熔雪用管：適用于公路、停車場下面作為除冰雪用加熱配管。五、工業用管：因材料耐化學腐蝕性強，無毒無味，可用作化學工程、食品加工和工業用水等領域。
PB管道的連接技術PB管道可熱熔連接，利用專用設備加熱后，用手工或機械進行壓合連接。這種連接方式避免了金屬管件連接出現在滲漏問題，施工便捷，安全可靠。
■阻氧型聚丁烯（PB）管道
在暖通空調領域，PB管道具備其它塑料所無法比擬的優越特性。但聚丁烯管道的透氧率稍高，熱水管路中的氧氣容易對系統中的金屬管件等裝置產生腐蝕，對于聯接金屬暖氣片的高溫采暖系統就更為不利。另外，雖然管道內壁光滑，保證不結垢，但實踐證明：在使用3～5年后，管材的內壁附著一層很薄的生物粘泥，在這層粘泥完全覆蓋管壁后，管壁會加快縮徑，水阻大，水流量銳減，天長日久，還會堵塞管道。此外，管道的清洗很困難，只能用機械法清洗，其他方法如化學法等無法清洗。這是因為水中富含的氧氣導致微生物的繁殖，而管道的透氧率高意味著管道會呼吸，促使微生物大量繁殖。死去的微生物大量堆積就形成了生物粘泥。因此，必須采用阻氧技術，抑制微生物的繁殖，從而有效保證管道的使用安全。
目前市面上有兩種阻氧型PB管道，它們均采用很薄（只有10絲左右）的乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）樹脂層做阻氧層。一種是三層共擠阻氧PB管，即在PB管道外均勻涂覆一層熱熔膠和EVOH樹脂層。由于EVOH樹脂較易吸潮且吸潮后的EVOH樹脂阻氧能力會大大降低，加之施工時對表面會有劃傷，因此阻氧作用會降低；另一種是五層共擠阻氧PB管，即從里向外依次是PB-熱熔膠-EVOH-熱熔膠-PB,其中，內層PB較厚，起承壓作用，外層PB較薄，起保護作用，不難看出，這種管道較為理想，但加工難度大，設備成本高。（作者:北京化工大學機電工程學院 徐紹宏）
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