從零開(kāi)始 | 原料到產(chǎn)品，對(duì)比PVC與PE之間的差異

引言

在世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中，人們對(duì)通用樹(shù)脂的需求不斷提高，其中，PE和PVC的產(chǎn)能和消費(fèi)穩(wěn)居全球前三。中國(guó)主要樹(shù)脂的生產(chǎn)量、進(jìn)口量、出口量和消費(fèi)量不僅數(shù)量龐大，而且均有較快的增長(zhǎng)，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，我國(guó)PE的生產(chǎn)量為1745萬(wàn)噸，進(jìn)口量約為1667萬(wàn)噸，是我國(guó)第一大消費(fèi)塑料，而PP和PVC則能基本實(shí)現(xiàn)自給自足。那么，面對(duì)如此龐大的消費(fèi)基礎(chǔ)，我們應(yīng)該如何選擇和使用這兩種材料，或者說(shuō)它們相互間到底存在什么差異呢？下面就來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下吧。

原料分析

微觀對(duì)比

（1）PE分子僅由碳（C）、氫（H）元素呈一定規(guī)則排布構(gòu)成，其聚合單體為乙烯分子。由于單體分子高度對(duì)稱(chēng)，單體聚合時(shí)無(wú)明顯方向性，PE分子較為規(guī)整，所以結(jié)晶度會(huì)較高，熔點(diǎn)較為明顯。從整體分子骨架看來(lái)，不同碳?xì)湓娱g偶極矩可以矢量加和而相互“抵消”，分子偶極矩為0，所以，PE分子是無(wú)極性的。

（2）PVC分子由碳（C）、氫（H）、氯（Cl）元素構(gòu)成，其聚合單體為氯乙烯分子。由于氯乙烯單體的不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，聚合時(shí)分子間碰撞成鍵的方向性不同，導(dǎo)致各種局部結(jié)構(gòu)存在差異，分子鏈整體規(guī)整性不高，結(jié)晶度低，約為10%，所以聚氯乙烯是無(wú)定形材料，導(dǎo)致熔點(diǎn)不明顯，熔程寬。從整體分子骨架來(lái)看，由于C-Cl間的偶極矩與C-H間的偶極矩在數(shù)值上不相等，存在的偶極矩?zé)o法被矢量加和而“抵消”，所以PVC分子的偶極矩不為0，PVC分子是一類(lèi)極性分子。

宏觀對(duì)比

（1）外觀：

由于原料廠(chǎng)商的生產(chǎn)工藝以及兩種原料在成型過(guò)程中的特點(diǎn)，大多數(shù)PE原料制成無(wú)色透明顆粒狀，PVC為微黃色粉末狀。PE材料在管材中的應(yīng)用，更多的是先與其他助劑制成混配料，再投入到生產(chǎn)中，這樣有利于助劑的分散混合；而PVC制品的配方體系較為復(fù)雜，其中粉體、液體助劑居多，粉末狀的PVC樹(shù)脂有利于各類(lèi)助劑的分散均勻，穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量。

聚氯乙烯（PVC）

聚乙烯（PE）

（2）原料特性

從原料性能上看，PE和PVC是兩種差距非常大的材料，PE主要表現(xiàn)出高柔韌性、耐低溫的特點(diǎn)，但強(qiáng)度較低是PE材料的最大缺點(diǎn)，所以通過(guò)各種改性手段來(lái)提高其強(qiáng)度是一個(gè)熱點(diǎn)研究方向；PVC強(qiáng)度較高，但是具有韌性較差，低溫脆性較為明顯的缺點(diǎn)。

產(chǎn)品分析與對(duì)比

PE與PVC的管材制品在各種領(lǐng)域上有一些類(lèi)似的應(yīng)用，這些應(yīng)用主要體現(xiàn)在給排水領(lǐng)域，我們可以通過(guò)以下表格對(duì)比相似產(chǎn)品的差異。

PE給水管

原材料：

PE混配料

工藝：

單螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

熱熔/電熔對(duì)接

產(chǎn)品尺寸

dn16-dn2500

用途：

輸送飲用水和一般用途水，水溫不大于40℃。

其他特點(diǎn)：

高柔性，抗地面不均勻沉降能力強(qiáng)，可生產(chǎn)需大口徑給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)用管材。

PVC-U給水管

原材料：

PVC-U混配料

工藝：

雙螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接

產(chǎn)品尺寸

dn20-dn1000

用途：

輸送飲用水和一般用途水，水溫不大于45℃。

其他特點(diǎn)：

較PE給水管強(qiáng)度高

PVC-M給水管

原材料：

PVC+抗沖改性劑等助劑

工藝：

雙螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接

產(chǎn)品尺寸

dn63-dn800

用途：

輸送飲用水和一般用途水，水溫不大于45℃。

其他特點(diǎn)：

高韌性，抗沖性好。 

PE雙壁波紋管

原材料：

HDPE樹(shù)脂+助劑

工藝：

雙機(jī)共擠

連接方式：

承插式彈性密封圈連接

產(chǎn)品尺寸

dn100-dn1200

用途：

埋地排水、排污工程和通訊護(hù)套管，對(duì)材料的耐化學(xué)性和耐溫性評(píng)價(jià)后亦可用于無(wú)壓埋地工業(yè)排污。

其他特點(diǎn)：

承壓能力較高，且抗地面不均勻沉降能力強(qiáng)。

PVC-U雙壁波紋管

原材料：

PVC-U樹(shù)脂+助劑

工藝：

雙螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

承插式彈性密封圈連接

產(chǎn)品尺寸

dn100-dn1000

用途：

無(wú)壓市政埋地排水、建筑物外排水、農(nóng)田排水、通訊電纜穿線(xiàn)用套管，考慮到材料的耐化學(xué)性和耐溫性后亦可用于無(wú)壓埋地工業(yè)排污。

其他特點(diǎn)：

一定條件下承壓能力較小。

無(wú)壓埋地排污、排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管

原材料：

PVC-U樹(shù)脂+助劑

工藝：

雙螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

dn110-dn1000均可采用承插式彈性密封圈連接，dn110-dn200亦可采用溶劑粘接

產(chǎn)品尺寸

dn110-dn1000

用途：

無(wú)壓埋地排水排污，考慮了材料的耐化學(xué)性和耐熱性也可用于工業(yè)用無(wú)壓埋地排污。

其他特點(diǎn)：

不可用于建筑內(nèi)排水排污。

非開(kāi)挖工程用聚乙烯（PE）管

原材料：

PE100或PE100-RC聚乙烯混配料

工藝：

單螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

熱熔/電熔對(duì)接

產(chǎn)品尺寸

dn63-dn1200

用途：

非開(kāi)挖鋪設(shè)的城鎮(zhèn)給水、排水、再生水和燃?xì)庥霉艿?，工作溫度不超過(guò)40℃。

其他特點(diǎn)：

高柔性，但強(qiáng)度較低。

PE灌溉管

原材料：

PE混配料

工藝：

單螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

熱熔/電熔對(duì)接

產(chǎn)品尺寸

dn16-dn2500

用途：

適用于水溫不大于40℃，最大工作壓力（MOP）不大于2.0MPa，一般用途的壓力輸水和飲用水輸送。

其他特點(diǎn)：

高柔性，但強(qiáng)度較低。

PVC-U灌溉管

原材料：

PVC-U樹(shù)脂+助劑

工藝：

雙螺桿擠出機(jī)擠出

連接方式：

承插式彈性密封圈連接或溶劑粘接

產(chǎn)品尺寸

dn20-dn1000

用途：

適用于建筑物內(nèi)或室外的埋地給水。

其他特點(diǎn)：

強(qiáng)度較高。

從整體來(lái)看，PE管材制品與PVC管材制品的更多的是體現(xiàn)在連接方式、產(chǎn)品口徑與物理性能等的區(qū)別，PE管材制品可生產(chǎn)的產(chǎn)品口徑較大，熱熔對(duì)接的方式使產(chǎn)品的密封性更好，但是PE制品的強(qiáng)度一直以來(lái)是限制該種材料應(yīng)用領(lǐng)域的致命弱點(diǎn)。在制作PVC大口徑產(chǎn)品時(shí)，由于壁厚較大，定徑較為困難，限制了其管材生產(chǎn)口徑的擴(kuò)大，但是PVC管材制品的強(qiáng)度較高，適用領(lǐng)域相對(duì)較廣。

總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，PE和PVC作為世界三大通用塑料，在日常生活中已經(jīng)占據(jù)了不可替代的作用，據(jù)國(guó)外市場(chǎng)研究人員調(diào)查數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2023年，全球HDPE和PVC需求量將增長(zhǎng)4.6%和3.5%，其中增長(zhǎng)速度最快的是PE材料。兩種材質(zhì)在管材的應(yīng)用中各有千秋，各具特色，人們可以根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境來(lái)選擇相應(yīng)材質(zhì)的管材，亞通致力于管材的研發(fā)與生產(chǎn)，充分做到高質(zhì)量與綠色環(huán)保相結(jié)合，不斷研發(fā)生產(chǎn)出跟進(jìn)社會(huì)發(fā)展步伐、令顧客使用舒心的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。