Такие разные и такие популярные пластиковые трубы: использование полимерной продукции в различных целях

Виды пластиковых труб, характеристики, преимущества, сфера использования

Долгое время трубы из чугуна и оцинкованной стали были основным материалом для систем водоснабжения и канализации. Однако в процессе развития появилась необходимость применения в этих системах более надежных элементов.

Стремление к повышенному комфорту внутри помещения и безопасной жизнедеятельности, уменьшение расходов на эксплуатацию и снижение металлоемкости – это лишь часть причин, по которым инженеры заинтересовались обновлением инженерных систем. Неплохой альтернативой старым металлическим изделиям стала труба из полимерных материалов. Такие элементы являются альтернативным вариантом для различных коммуникаций. Пластиковая труба с армирующими вставками используется почти во всех областях жизнедеятельности человека.

Достоинства и недостатки пластиковых труб

Использование полимеров в определенной области дает как положительные, так и отрицательные результаты.

Каждый вид трубы имеет индивидуальные качественные характеристики, среди которых следует обратить внимание на положительные моменты:

• Значимость удобной сборки важна при самостоятельном выполнении монтажных работ.
• Безупречное выполнение своих функций в течение долгого времени. Полимерные материалы могут использоваться почти полвека, что немного больше, чем у металлических аналогов.
• Благодаря неспособности полимеров к электрохимической реакции коррозийные процессы не возникают на поверхности изделий из этих материалов.
• Возможность использования прозрачных полимерных труб и при скрытой, и при открытой укладке.Такая прозрачная ПВХ трубка достаточно востребована во многих сферах деятельности.
• Безопасность для экологии и здоровья человека.
• Небольшая масса.
• Незначительный показатель теплопроводности.
• Отсутствие слышимых шумов при прохождении воды внутри полости трубы.
• Широкое применение. Элементы из пластиковых материалов используются не только в системах жизнеобеспечения, но и в других местах. К примеру, можно изготовить каркас для теплицы или парника.

Отрицательные стороны у труб также имеются. Особое внимание стоит обратить на такие характеристики:

• Не все виды полимерных трубных изделий могут использоваться для монтажа противопожарных водопроводных систем.
• Использование для горячей воды только определенных видов трубных изделий.
• Монтаж каждого вида трубы выполняется по индивидуальной технологии.

Эти характеристики скорее можно назвать отличительными особенностями полимерных изделий. Объяснение этому факту можно дать следующее: эталоном трубных изделий считаются трубные элементы из оцинкованной стали, а все несоответствия параметрам этих изделий, считаются недостатками. Исключением не стали и полимерные изделия.

В настоящее время можно встретить несколько видов пластиковой трубы:

• Изделия из поливинилхлорида – трубы ПВХ.
• Полипропиленовые трубные изделия, имеющие обозначение PP.
• Элементы из полиэтилена, обозначающиеся буквами PE.
• Трубы из сшитого полиэтилена с обозначением PEX (детальнее: “Виды труб PEX – характеристики и применение”).
• Металлопластиковые трубы – PEX-AL-PEX.

Некоторые свойства изделий из ПВХ

Элементы из поливинилхлорида первыми пришли на смену стальной водопроводной сети, так как соответствуют Санитарным Нормам и правилам. Кроме этого, труба ПХВ может использоваться в канализационных и технологических системах.

Популярность труб из поливинилхлорида обусловлена некоторыми особенностями материала:

• Отсутствие надобности в специальных монтажных инструментах. Элементы соединяются специальной сваркой или в раструб с помощью резиновой манжеты.
• Хорошая жесткость и правильно подобранные элементы соединения создают прочную систему, схожую с металлическими трубами. Следовательно, составление проекта и монтаж может проводиться в соответствии с расчетами по стальным системам.
• Использование напорных систем из ПВХ для фиксации трубопроводов дает возможность прокладывать пластиковые трубы под землей.
• Возможность осуществления наружной прокладки. Трубы из ПВХ имеют привлекательный внешний вид, что очень важно при прокладке труб открытым способом.
• Невысокая цена. Поливинилхлорид относится к дешевым полимерам, поэтому стоимость всей системы из поливинилхлорида будет намного ниже, чем аналоги из других полимерных материалов.

Полипропиленовые элементы

Полипропиленовые трубы могут быть нескольких видов.

Конструкции, состоящие из одного слоя. К ним относится гомополимер РРН, блоксополимер полипропилена РРВ и рандом-сополимер пропилена PPRC. Узнайте, что такое трубы PPRC – расшифровка и разъяснения.

Многослойный полипропилен. Изделия из такого материала производят трех видов со своими характерными особенностями:

• Толстостенная труба РР оклеена алюминиевой фольгой с помощью герметика и защищена тонким слоем полипропилена.
• Изделия, в которых все слои соединены перфорированными отверстиями в фольге.
• Пластик меньшей гибкости заключен между двумя основными слоями.

Стандартная длина труб ПП – 4 метра, наружный диаметр изделий лежит в пределах от 1,5 до 12,5 см. Комплектация полипропиленовых труб зависит от назначения, в комплект может быть добавлен декоративный короб и элементы для соединения труб.

Фитинги и полипропиленовые трубы соединяются методом термопластической сварки, используя специальное оборудование. Присоединить трубы ПП к стальному трубопроводу можно с использованием резьбовых соединительных элементов.

Сфера использования

Полипропиленовые трубы находят применение в разных областях:

• Бытовое холодное водоснабжение, включая питьевую воду.
• Системы отопления и горячего водоснабжения (при использовании труб PPRC).
• Технологические трубопроводы, включая линии по транспортировке продуктов и установки сжатого воздуха.

Трубы полиэтиленовые

Трубы из полиэтилена имеют второе название – трубы напорные полиэтиленовые. Основное применение этих изделий – сооружение напорных трубопроводов внутреннего и наружного типа, в водосточных, канализационных и водопроводных системах.

Если сравнивать полиэтиленовые трубы с аналогичными изделиями из других полимерных материалов, то можно отметить, что проведение работ возможно при более низкой температуре, до -20 0 С. Это свойство особенно важно при укладке и эксплуатации трубопроводов в условиях зимнего холода. При этом проблем не возникает даже с пластиковой трубой для электропроводки.

Способы стыковки материала

Полиэтиленовые трубы можно соединять двумя способами:

• Используя полипропиленовые или латунные соединительные элементы с уплотнительным резиновым кольцом, а также с помощью электросварных муфт, соединяют трубные изделия с наружным диаметром от 2 до 6 сантиметров.
• Методом стыковой сварки рекомендуется соединять пластиковые трубы для воды диаметром от 6 до 16 см.

Современными предприятиями налажен выпуск труб из полиэтилена высокого и низкого давления, имеющих соответственное обозначение ПВД и ПНД.

Изучив маркировку пластиковых изделий, можно подобрать тот или иной вид, оптимально соответствующий рабочему процессу. Выпуском таких труб занимается большое количество заводов.

Виды труб из сшитого полиэтилена

Для большей прочности и повышению температуры плавления полиэтиленовых элементов, проводится обработка этого материала под давлением. При этом обязательно соблюдаются отечественные стандарты. В результате такой обработки между молекулами образуются своеобразные мостики, способствующие дополнительной связке молекул.

Такой процесс называется сшивкой, а полученный в результате полиэтилен получил название сшитый. Трубы из сшитого полиэтилена не рекомендуется соединять с помощью сварочного утюга. Наилучшим вариантом стыковки труб из такого материала считается метод «холодного» соединения, а именно, склеивание элементов с использованием специальных типов фитингов.

Сшитый полиэтилен получается в результате особой обработки материала с применением одного из вариантов:

• Пероксидным методом (PEXа).
• Силановым методом (PEXb). Следует учитывать, что органосиланиды относятся к группе ядовитых веществ.
• Радиационным методом (PEXс).
• Обработкой азотными соединениями (PEXd).

Сшитый полиэтилен особенно популярен в системах, где рабочей средой является вода. Сюда можно отнести отопительные и водопроводные сети. Стыковка трубных элементов выполняется при помощи обжимных фитингов. Помимо этого сшитый полиэтилен находит применение при монтаже теплых полов и в противопожарных системах.

Металлопластиковые трубные изделия

Немного позднее на рынок вышли металлопластиковые трубы. Открывателями их изготовления являются англичане. Изделия этого типа напоминают РЕХ-трубы, только внутри они имеют тонкий фольгированный слой. Такое действие способствует снижению степени расширения трубы, выступая одновременно в качестве диффузионного барьера. Одной из разновидностей такой трубы модно назвать пластиковые трубы квадратного профиля, но с их изготовлением возникают некоторые трудности.

Металлопластиковая труба – это не простая конструкция, состоящая из пяти прослоек:

• Первый слой – это сшитый полиэтилен.
• Затем идет клей, плотно соединяющий металл и пластик.
• В качестве третьего слоя используется алюминиевая труба, материал которой сварен внахлест.
• Четвертым снова выступает клей.
• Пятый – слой сшитого полиэтилена.

Одной из положительных сторон металлопластиковых труб можно назвать способность поддерживать форму при сгибании. Это делает возможным применение трубных элементов такого вида при открытом монтаже. В свою очередь использование сшитого полиэтилена возможно только при скрытой прокладке.

Системой UNIPIPE выделяется несколько наиболее популярных диаметров пластиковых труб: 16; 18; 20; 25; 26; 32; 40; 50; 63; 70; 110; 300 миллиметров.

Можно выбрать любую разновидность пластиковой трубы, она окажет большую помощь при обустройстве домашнего трубопровода и прослужит долгое время. Необходимо только сделать правильный выбор этого материала в соответствии с назначением и выполнить монтаж, соблюдая правила и рекомендации.

Пластиковые трубы: сравнительная характеристика полимерных материалов

Проблема, связанная с перемещением больших объемов воды, а именно системы водоснабжения, водоотведения и теплоснабжения, является, пожалуй, одной из самых острых в коммунальной сфере России. Система водоснабжения и водоотведения – одна из основных и значимых частей инфраструктуры современных городов. От надежной работы зависят условия жизни людей и состояние окружающей среды.

Износ основных фондов в коммунальной инфраструктуре превысил все немыслимые пределы. Речь уже идет не о «морально» устаревшем оборудовании или трубах, а об их непригодности. Вероятность катастроф нарастает буквально каждый день и затрагивает миллионы людей, сотни предприятий, и это, к сожалению, регулярно подтверждается авариями на коммунальных объектах во многих регионах.

Сегодня на рынке труб для водоснабжения предлагается большой ассортимент стальных, чугунных и пластмассовых труб. Металлические трубы прокладывали в России издавна, пластмассовые стали популярны в последнее десятилетие. Сегодняшние трубопроводы российских городов на 80% состоят из чугунных и стальных труб, срок службы которых составляет 15-20 лет из-за низкой коррозионной стойкости. В большинстве населенных пунктах 70% трубопроводов имеют физический износ 95% и более, поэтому специалисты понимают, что для наружных систем водоснабжения срочно необходимы трубы из стойких к коррозии материалов.

В европейских странах решение подобных проблем привело к разработке альтернативных трубопроводов. Так, в середине 60-х годов появились полимерные трубы, смонтированные более 30-ти лет назад, они до сих пор сохранили свои первоначальные свойства.

Динамика развития рынка полимерных труб в России в период с 2001 по 2008 годы показывает, что рост производства и потребления полимерных труб составляет около 430%. При этом рост объемов потребления полиэтиленовых труб составил 390%, а труб из НПВХ 270%. Около 60% полимерных труб используется в сетях водоснабжения и более 27% – в газораспределительных сетях. В основном это полиэтиленовые трубы.

Чтобы разобраться в достоинствах и недостатках полимерных труб, необходимо начать с изучения свойств самих полимеров, из которых они изготовлены, так как химическое строение вещества и определяет его будущие свойства.

Полимеры – это высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из повторяющихся структурных элементов-звеньев, соединенных в цепочки химическими связями. Следует иметь в виду, что характерные свойства полимеров могут быть реализованы только тогда, когда связи вдоль цепи намного прочнее поперечных связей, образующихся вследствие межмолекулярного взаимодействия любого происхождения. Именно в этом и состоит особенность строения полимерных молекул, что определяет весь комплекс специфических свойств полимеров, таких как способность к большим, длительно развивающимся обратимым деформациям; высокая конформационная гибкость цепи – упругость, эластичность; резкое изменение свойств при добавлении небольших количеств низкомолекулярных веществ; способность в высокоэластичном состоянии набухать под действием растворителя – высокая устойчивость к химически агрессивным средам; хорошие диэлектрические и теплоизоляционные свойства.

Полиэтилен – это термопластичный полимерный материал, который получают полимеризацией продукта переработки нефти – этилена, молекулы которого полимеризуются в высокомолекулярное соединение [ – СН2 – СН2 – ]n.

В зависимости от условий полимеризации различают три вида полиэтилена: полиэтилен высокого давления (ПЭВД, или низкой плотности ПЭНП), полиэтилен среднего давления ПЭСД и полиэтилен низкого давления (ПЭНД, или высокой плотности ПЭВП). Несмотря на то что различные виды полиэтилена получают из одного и того же мономера, они представляют собой совершенно различные материалы. Это объясняется разным строением макромолекул и разной способностью к кристаллизации, что влияет на конечные свойства полиэтилена. Полимерные трубы производят из полиэтилена высокой плотности (ПЭНД), имеющий линейное строение и высокую степень кристалличности – жесткий полимер, на его основе производят трубный полиэтилен марок ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100.

Свойства ПЭНД связаны с молекулярной массой и кристалличностью полимера. При переработке молекулярную массу характеризует текучесть расплава (или его ПТР), чем больше молекулярная масса, тем меньше ПТР расплава, а степень кристалличности – плотность изделия.

В ряду ПЭ63, ПЭ80, ПЭ100 происходит увеличение молекулярной массы и плотности, что приводит к улучшению физико-механических свойств полиэтилена – возрастает прочность на разрыв, разрывное удлинение, длительная прочность, теплостойкость, стойкость к растрескиванию под нагрузкой.

Жесткость, стабильность размеров изделий в широком диапазоне температур, сохранение достаточно высокой прочности и эластичности при низких температурах – повышенная морозостойкость – основные характерные свойства трубного полиэтилена.

Также полиэтилен обладает стойкостью к большинству химически агрессивных сред, лишь при повышении температуры (70ºС и выше) набухает, а затем растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах. Масла, жиры, керосин и другие нефтеуглеводороды практически не действуют на полиэтилен. Также материал имеет хорошую стойкость к большинству органических и неорганических кислот, щелочей и солей.

Перспективность применения полиэтиленовых труб обусловлена сочетанием гибкости и прочностных характеристик, устойчивостью к долговременным гидравлическим нагрузкам, надежностью, долговечностью, коррозионной и химической стойкостью.

Поливинилхлорид (ПВХ) [ – СН2 – СНCl – ]n – один из наиболее давно известных полимеров, превосходящие все другие по разнообразию возможностей переработки и применения. К преимуществам применения ПВХ относятся широкие возможности модификации полимера разнообразными добавками. В чистом виде ПВХ не используется, так как это крайне нетермостабильный материал, который под действием высоких температур начинает интенсивно деполимеризоваться с выделением хлористого водорода, хлористого винила, окиси углерода и других соединений.

Когда говорят о ПВХ, имеют в виду композицию, состоящую из полимера и разнообразных добавок, делающих полимер способным к удовлетворительной переработке. Поэтому смеси на его основе обычно классифицируют как жесткий и пластифицированный (эластичный) материал. Жесткий ПВХ обычно называют непластифицированный ПВХ – НПВХ. В композицию жесткого ПВХ, из которого изготавливают трубы, вводят стабилизаторы для повышения способности материала к переработке при повышенных температурах и эксплуатации при воздействии внешних атмосферных факторов, модификаторы ударопрочности для увеличения стойкости к различным нагрузкам при эксплуатации, наполнители, повышающие стойкость к воздействии внешних факторов (атмосферостойкость, морозостойкость и т.д).

В зависимости от способа полимеризации различают суспензионный, эмульсионный ПВХ. Для производства пластмассовых труб используют суспензионный ПВХ. Степень полимеризации, молекулярная масса характеризуется константой Фикентчера К, величина которой связана с вязкостью полимера. С ростом К увеличиваются вязкость расплава, теплостойкость и улучшаются физико-механические свойства.

В своем производстве мы применяем ПВХ с константой К не менее 67 (ГОСТ), который предназначен для изготовления прочных и высокопрочных труб.

Главные качества ПВХ в строительстве: износоустойчивость, механическая прочность, жесткость, небольшая масса, устойчивость к коррозии, менее чувствителен к УФ-излучению, поэтому широко применяется для водосточных и канализационных систем, однако при низких температурах хрупок, прочность на удар невысока. Но введение в композиции ударопрочных добавок позволяет производить трубу с более высокими физико-механическими показателями. Трубопроводы из ПВХ – сам материал, процесс переработки и свойства готовых изделий подробно исследованы, проанализированы, конструкции проверены и спроектированы таким образом, чтобы отвечать стандартам на протяжении 50 лет (предел прочности) при удвоении давления в ходе эксплуатации.

Имеет высокую длительную прочность, повышенный модуль упругости (до 3000-3500 МПа). ПВХ обладает низкой проницаемостью по отношению к жидкостям, парам и газам.

На сегодняшний день пластиковые трубы приобретают всё большую популярность. Это связано, прежде всего, с тем, что полимерные материалы имеют ряд очевидных преимуществ:

1. Универсальная химическая стойкость труб из ПЭ и ПВХ позволяет использовать их в различных системах – как в канализации, так и в хозяйственно-питьевом водоснабжении.

2. Сам материал (ПЭ и ПВХ), процесс переработки и свойства готовых изделий подробно исследованы, а конструкции проверены и спроектированы таким образом, чтобы они отвечали существующим стандартам на протяжении 50 лет (предел прочности) при увеличении давления в ходе эксплуатации.

3. Полимеры – хорошие диэлектрики, поэтому отпадает необходимость применения изоляции и катодной защиты от блуждающих токов. Кроме того, существует возможность использования трубопровода как электрического защитного.

4. Пластиковые трубопроводы не подвержены коррозии, не зарастают, обеспечивая постоянными качество воды и пропускную способность трубопровода.

5. Несмотря на свою легкость (их плотность в 5-8 раз ниже плотности металлов), они достаточно прочные и эластичные, и способны выдерживать давление до 16 атм.

6. Теплопроводность полимерных труб ниже, чем у металлов, что, в частности, снижает теплопотери и уменьшает образование конденсата на поверхности трубы.

7. Ввиду своей легкости, простоты погрузки и перевозки, полимерные трубы удобны в плане транспортировки – одно транспортное средство способно перевезти большее количество пластикового трубопровода, чем, к примеру, металлического. Легкость установки и монтажа трубопроводов (для НПВХ труб – раструбное соединение, для ПЭ труб – сварное соединение) также является весомым преимуществом.

8. Сварные соединения пластиковых труб сохраняют надёжность в течение всего срока эксплуатации, что подтверждено гидравлическими испытаниями.

9. Довольно значимым для сурового климата нашей страны оказалось снижение вероятности разрушения трубопровода при замерзании жидкости. Полиэтиленовые трубы при этом не разрушаются, а увеличиваются в диаметре, приобретая прежний размер при оттаивании льда.

10. Вероятность утечек и прорывов, т. е. проникновение внешних вод в систему питьевого водоснабжения, значительно мала по сравнению с существующими системами, которые подвержены коррозии и не устойчивы к скачкам давления.

11. Еще одним преимуществом полимерных трубопроводов является простота их использования для устройства подводных трубопроводов. Весь комплекс монтажных работ проводится на берегу, а затем производится постепенное затопление уже готового трубопровода, что облегчает и удешевляет строительство.

12. Трубы из полиэтилена значительно длиннее металлических, поэтому существует возможность укладывать одним отрезком длинные участки.

13. Пластиковые трубы обладают высокими санитарно-гигиеническими показателями.

14. Полиэтилен, в частности, устойчив к подвижности грунта, что особенно важно в условиях болотистых и подвижных грунтов. Полиэтиленовые трубопроводы не имеют раструбных соединений, что обеспечивает гомогенность всего трубопровода, а также отпадает необходимость в дорогостоящем укреплении основания трубопровода.

15. Унифицированный стандарт для полимерных труб (ГОСТ 18599-2001, ГОСТ Р 52134–2003 для труб из ПЭ для водоснабжения, ГССТ Р 50838-95 для газоснабжения, ГОСТ Р 51613-2000 – для напорных систем труб из ПВХ), что обеспечивает возможность приобретать трубы и фитинги разных производителей, все они являются взаимозаменяемыми.

Наряду с достоинствами системы пластиковых трубопроводов имеют и некоторые недостатки. К ним, в частности, можно отнести старение материалов под воздействием УФ-излучения, однако этот процесс можно замедлить введением антиоксидантов, светостабилизаторов или химическим модифицированием. ПВХ при этом менее чувствительны к излучению, поэтому их используют в водосточной системе и канализации.

Прочность полимеров также зависит от температуры внутренней среды, что ограничивает пределы их использования. Для полиэтилена 0…+40ºС и 0…+60ºС для поливинилхлорида – трубопроводы из полимерных материалов предназначены для использования в системах холодного водоснабжения.

Выбор материала труб

Основным классификатором термопластичных материалов для напорных труб и соединительных деталей является понятие минимальной длительной прочности MRS (МПа), характеризующее способность материала труб выдерживать постоянное внутренне давление в течение всего периода эксплуатации и определяется на основе экстраполяции экспериментальных кривых длительной прочности на срок службы трубопроводов до 50 лет.

10,0 МПа, 12,5 МПа

Полиэтилен марок ПЭ 80 и ПЭ 100 – в чём же различие?

Перечислим несколько основных отличий двух на первый взгляд похожих материалов.

Для определения этих различий для начала приведём краткую характеристику материала и процесса производства полиэтилена.

Полиэтилен является органическим соединением, образованным путём полимеризации («связывания») молекул газа этилена. Образующиеся молекулы имеют множество связей и свободных ответвлений. Чем больше в молекуле связей «внутри себя» и чем меньше свободных ответвлений, тем больше плотность получаемого материала и выше степень кристалличности. Следовательно, степень кристалличности, которой добиваются в процессе производства и количество молекулярных связей и будут в итоге придавать конечному материалу характеристики, свойственные той или иной марке.

Теперь сравним, как эти показатели в итоге влияют на свойства трубы.

Кристалличность.

При сборке магистралей полиэтиленовая труба чаще всего соединяется путём плавления (с муфтами или встык). То есть подвергается термическому воздействию. Чем упорядоченнее кристаллическая решётка материала, тем ровнее и в итоге надёжнее пройдёт процесс спайки труб.

Расхожее мнение, что ПЭ 100 спаивается хуже, ошибочно. Всё как раз наоборот, просто для плавки ПЭ 100 необходима более высокая температура. А равномерность расплавки и последующего застывания материала с более упорядоченной кристаллической решёткой, обеспечит большую равномерность и прочность сварного шва.

Количество двойных связей и ответвлений в молекулах.

Целью производителей можно считать производство материала с как можно большей прочностью, но не в ущерб пластичности. Попросту говоря, чем больше двойных связей и чем меньше свободных ответвлений будет иметь материал в своём строении, тем больше он будет соответствовать этим требованиям. Этот процесс, контролируемый при производстве полиэтилена, происходит и под воздействием солнечных лучей. Разница в том, что у солнечного света нет задачи – сохранить пластичность материала. Поэтому при длительном воздействии солнечных лучей, да, материал становится прочнее, количество двойных связей становится больше, но структура материала будет совсем другой и он, незначительно выиграв в прочности, теряет пластичность и становится хрупким.

Прочность и плотность.

Поскольку полиэтилен марки ПЭ 100 является более прочным и плотным, при производстве труб заданного диаметра и давления материала марки ПЭ 100 будет расходоваться намного меньше. Это, естественно, влияет на время и трудозатраты при производстве, а, следовательно, на конечную стоимость продукции.

Также следует отметить, что меньшая масса трубы из ПЭ 100, зачастую отражается и на сумме доставки трубы на объект.

В итоге, мы получаем трубу марки ПЭ 100, более надёжную на швах, более стойкую к внешним воздействиям, более экономичную в себестоимости «на объекте».

Все эти преимущества могут быть «перечёркнуты» любым, более значимым фактором (цена предложения, близость производителя, наличие продукции и оперативность поставки). Цель этого анализа – не склонить Ваш выбор однозначно в определённую сторону, а всего лишь показать дополнительные факторы, которые Вы можете учитывать при принятии грамотного, продуманного решения.

Трубы ПВХ и ПНД для водоснабжения – что выгоднее?

Зачастую у потребителя возникает вопрос, что выгоднее и удобнее в использовании – трубы ПВХ или ПНД.

Чтобы дать ответ на этот вопрос, необходимо определить критерии, влияющие как на скорость прокладки трубопроводов из ПВХ и ПНД, так и на ценовые характеристики.

Одним из определяющих факторов является количество фитингов.

Следует заметить, что использование фитингов в системах полиэтиленовых трубопроводов – это наиболее распространенное явление. Стоимость фитингов при этом довольно невысока.

Сравним два прямых участка трубопроводов для водоснабжения из ПНД и ПВХ. В качестве примера используем следующие характеристики:

Полимеры — свойства и применение

Полимеры — это высокомолекулярные вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Свойства полимеров во многом обусловлены не только молекулярной массой, но и химическим составом звеньев, пространственной конфигурацией молекул, степенью разветвленности молекул, типом связей между молекулами, способом производства полимера. В зависимости от всех этих параметров свойства полимеров могут различаться очень сильно.

Практически все полимеры являются хорошими диэлектриками, обладают низкой теплопроводностью, высокой механической прочностью. Стеклообразные полимеры бьются без острых осколков. Линейные полимеры обладают способностью к обратимым деформациям; поддаются ориентации макромолекул под влиянием механических нагрузок (на этом свойстве основано производство пленок и волокон). Важным качеством полимеров является резкое изменение характеристик при введении небольших количеств примесей.

Полимеры существуют в различных агрегатных состояниях: в виде тягучей жидкости (смазки, клеи, лаки и краски, герметики), в виде эластичных материалов (резины, силикон, эластомеры, поролон) и в виде твердых пластмасс (полиэтилен, полипропилен, поликарбонат и т.д.).

Полимеры в качестве химических веществ могут:
— образовывать новые химические связи между молекулами;
— образовывать новые связи между отдельными звеньями молекулы;
— присоединять боковые звенья к основной цепочке молекул;
— распадаться на отдельные мономеры.

Образование полимеров

Искусственные полимеры получают в результате трех типов реакций: полимеризации, поликонденсации, химических реакций. Полимеризацией называется процесс присоединения повторяющихся цепочек молекул (звеньев) к активному центру роста макромолекулы. Механизм полимеризации состоит из таких этапов, как:
— образование центров полимеризации;
— рост молекул путем последовательного присоединения новых звеньев;
— перенос центров полимеризации на другие молекулы, которые начинают активно расти;
— разветвление молекул;
— прекращение процесса роста молекул.

Для того чтобы вызвать полимеризацию в исходном низкомолекулярном сырье, используют различные способы воздействия: высокое давление, высокие температуры, воздействие светом или облучением, катализатором. В результате полимеризации химический состав сырья и готового продукта остается одним и тем же, но меняется структура вещества.

Поликонденсацией называется процесс изготовления полимеров из многофункциональных соединений методом перегруппировки атомов и отделения побочных продуктов (воды, низкомолекулярных соединений). Способом поликонденсации, например, производят поликарбонаты, полиуретаны, фенолальдегидные смолы.

Применение

Современная экономика просто немыслима без различных полимеров. Да мы и сами состоим из природных полимеров: белков, нуклеинов, полисахаридов.

Производство полимеров в промышленных масштабах началось в начале 20-го века. Практически одновременно промышленность начала производить искусственные полимеры методом переработки целлюлозы и синтетические полимеры методом переработки низкомолекулярного сырья (фенола, формальдегида, стирола, винилхлорида, акрила). На основе эфиров целлюлозы изготавливали, в частности, целлулоид, пленки, лакокрасочные материалы. Например, развитие кинематографа напрямую связано с появлением нитроцеллюлозных прозрачных пленок. Из синтетических полимеров перед Второй мировой войной особо важным было получение искусственного каучука, оргстекла, фенолформальдегидных смол.

В настоящее время полимеры используются практически во всех областях производства. Из них делают игрушки и строительные материалы, имплантаты, ткани, лекарственные средства, смазку для станков, защитные маски и очки, оптические стекла, навесы и окна, мебельные ткани и наполнители, кожезаменители и обработанные натуральные кожи, резины, упаковочные материалы, рекламную продукцию, корпуса приборов, ткани и волокна искусственные и синтетические, пленки различного назначения, конструкционные материалы, материалы для электротехнической и радиотехнической индустрии, украшения, ионообменные и эпоксидные смолы, пластики с экстремальными свойствами (жаростойкие и морозоустойчивые, повышенной твердости, пожаробезорасные ит.д.). Полимеры служат основой для производства композиционных материалов.

В магазине «ПраймКемикалсГрупп» широко представлена продукция из полимеров — это и пластиковая лабораторная посуда, и средства защиты, и различные лабораторные принадлежности. Также у нас можно купить и некоторые вещества, являющиеся полимерами — целлюлозу, крахмал, полиэтиленгликоль и другие, по выгодным ценам и с доставкой.

Полимерные трубы для водоснабжения: виды материала, особенности применения

Полимерные трубы для водоснабжения.

На замену чугунным и стальным материалам пришли полимерные трубы для водоснабжения. Трубопрокаты отличаются износостойкостью, долговечностью. Технические характеристики материала выделяют разные типы полимеров и определяют область их применения.

Справка! Полимерный материал относится к органическим веществам, имеет достоинства и недостатки натуральных веществ, типа шерсти, кожи и древесины.

Общие сведения

Особенности полимерных изделий

Полимерные трубы различаются сферой применения, условиями, при которых их можно применять: рабочее давление и максимальная температура транспортируемой жидкости. Материал трубопрокатов имеет много общего, потому что в основе лежит полимер с разными добавками, но изделия имеют различия в свойствах.

Трубы из пластика применяют для строительства трубопроводов всех типов. Продукция отличается высокой антикоррозийной устойчивостью.

Изделия не нужно покрывать дополнительным слоем защиты, они отличаются небольшой массой, чем упрощают монтажные работы, процесс транспортировки.

Гибкость материала сводит к минимуму применение вставок с изгибами, деталей для соединений элементов.

Трубы практически не имеют гидравлическое сопротивление, высокий показатель проходимости, все потому, что поверхность внутри трубы гладкая.

Не образуют коррозию, наделены низким уровнем теплопроводности, поэтому на них не образуется конденсат.

Внимание! Трубы могут служить в течение пятидесяти лет, если во время эксплуатации соблюдать оптимальный температурный режим и давление.

У изделий из полимерного материала есть недостатки. Изделия подвержены негативному влиянию при очень низких и очень высоких температурах. Отрицательные температуры подвергают изделия разрушению, они становятся хрупкими. Изделия огнеопасны, их нельзя прокладывать вблизи источников огня, и на участках с прямым попаданием солнца.

Срок эксплуатации понижается при несоблюдении допустимых показателей температуры протекающей жидкости. При перевозке и хранении продукции следует избегать прямого солнечного света и исключить механические повреждения.

Внимание! Трубы подвергаются линейному расширению при резком повышении или понижении температуры, применение специальных гибких компенсаторов помогают изделиям не получить механические повреждения.

Разновидности материала

Пластиковые трубы, изготовленные из полимера и химических добавок, бывают:

Полиэтиленовый трубопровод прокладывают для организации холодного водоснабжения с питьевой водой. Температура жидкости внутри труб может варьироваться от ноля до сорока градусов, оптимальное давление не должно быть больше двадцати пяти бар. Давление в сети зависит от размера применяемых трубопрокатов. Сборку трубопровода осуществляют при помощи сварки.

Полипропиленовые трубы включают изделия, отличающие по материалу изготовления. Широко применяются для устройства водоснабжения холодной и горячей воды. Средняя температура транспортируемой жидкости достигает 80 градусов, отличаются низким уровнем сопротивляемости к тепловому расширению, также ударной нагрузке. Данные свойства характерны во время применения в условиях с температурой ниже ноля.

Давление внутри сети лежит в промежутке от четырех до десяти бар. Соединяют трубы сварочным методом, с помощью специального паяльника, либо используют раструбы, также применяют терморезисторное сваривание.

Непластифицированный поливинилхлоридный материал используют для создания трубопровода любого типа, перегоняющего жидкость с температурой 0 – 45 градусов.

Данные изделия нельзя использовать для горячего водоснабжения.

Трубы можно укладывать, как над землей, так и под землей. Наружные участки следует защищать от воздействия солнца, повреждений механического типа. Трубы соединяют раструбным методом, применяя клей.

Все элементы трубопровода и фитинги выпускают на заводах. Большой спектр размеров и моделей труб разрешает быстро оборудовать водопровод любой сложности.

Приобретая продукцию, разматывая бухты либо во время монтажа осматривают трубы на дефекты: отсутствие сплющенных деталей, резких изгибов, также переломов. Дефективный участок следует удалить до начала монтажных работ.

Во время покупки изделия не должны иметь заусенцы с трещинами, места с отслаивающимся материалом. Данные дефекты могут означать неправильную транспортировку, нарушение условий хранения.

На некоторых участках делают замеры стенок, наружного сечения, тестируют работоспособность крановых механизмов. Уплотняющие прокладки из резины с манжетами должны быть ровными без раковин с разрывами.

Внимание! Если изделия из пластика имеют внешние дефекты в виде пузырей на корпусе либо отслаивания материала, значит, во время производства была нарушена технология изготовления.

Материал не влияет на качество транспортируемой жидкости, не изменяет ее состав.

Производители полимерных труб в России

В России существует множество предприятий, выпускающих данного рода продукцию. В течение года заводы выпускают изделия объемом в 300 тыс. тонн.

Предприятия можно разделить на крупные производства, средние компании, мелкие.

Цены на рынке лежат примерно в одном сегменте, так как покупатели все большее внимание уделяют качеству изделий.

Импортные товары в основном представлены сортаментом большого размера. Такие изделия требуют соблюдения стандартов во время производства, высокого качества изготавливаемой продукции.

В России продукцию по международным стандартам производят:

1.На Климовском заводе полимерных изделий.

Трубы для водоснабжения

Полимерную продукцию, предназначенную для водоснабжения, выпускают бухтами либо в виде прямых трубопрокатов по сто, либо двести метров. Продукция отличается гладкой поверхностью.

Трубы изготавливают согласно Гост 18599 – 2001 и предназначены для укладки и ремонта водопроводных систем, также для организации автополива, в бассейнах.

На область использования влияют следующие факторы:

1.тип материала, из которого изготовлены трубы.

2.уровень устойчивости к высокому давлению.

Трубы имеют черный цвет либо черный с синими полосками вдоль изделия.

Трубы с минимальным значением сечения, равным 1.6 сантиметров, используют для сетей водоснабжения и отопительной системы.

Внимание! Маркировка труб российского происхождения указывает размер трубы снаружи, а импортного производства – внутри.

Разновидности маркировки ПВХ изделий

Маркировка на трубах, изготовленных из поливинилхлорида, означает область применения и условия эксплуатации.

Разновидности маркировки:

1.PPH трубы применяют для подачи холодного водоснабжения.

2.PPB трубы выдерживают высокое давление и постоянные гидроудары.

3.PPR трубы предназначены для организации горячего водоснабжения.

4.PPS трубы применяют для укладки ГВС, с температурой жидкости не более девяноста пяти градусов.

Для монтажа водопроводов применяют трубопрокаты длиной 2 либо 4 метра. Маркировка PN10 либо PN16 подходит для устройства холодного водопровода, PN20 либо PN25 применяют для горячего водоснабжения.

Особенности монтажа полимерных трубопрокатов

Полимерные трубы легко собирать в единый трубопровод.

Перед установкой следует выполнить проект, который учитывает показатели температурного изменения.

Затем определяют тип спаивания труб.

Оборудование для разового применения стоит взять на прокат.

Особенности сварочных работ

Лучшим способом соединения трубопрокатов считается сварка.

Для выполнения работ необходимо иметь:

1.сварочное оборудование.

5.вещество, чтобы обезжиривать поверхность.

Разновидности сварки:

1.полифузная. Заготовки с фитингами разогревают на специальных насадках оборудования, затем их соединяют. Во время работы руководствуются таблицей, в ней содержатся сведения о времени, за которое нагреваются детали.

2.с помощью электрофитинга. Сварочный аппарат устанавливают для работы. Трубопрокатную заготовку и фитинги вставляют в устройство, фиксируют. Аппарат с электрофитингом соединяется с помощью провода. Работу производят нажатием кнопки Старт, выключается аппарат автоматически.

3.холодная. Метод сварки используют редко. Для сварки применяют клей, которым смазывают детали в местах стыка.

Сварочное оборудование представляет собой простое устройство, с ним легко разобраться каждому.

Советы по монтажным работам

1.полимерные трубопрокаты легко укладывать. Заготовки просто нарезают с помощью ножниц, эту работу можно проводить на месте монтажа. Изделия с большим сечением разрезают с помощью ножовки.

2.материал легко изгибается.

3.трубы малого диаметра во время сварки часто подвергаются заплавке. По окончанию работ трубопровод проверяют на проходимость с помощью воздуха. При обнаружении затора, надо исправить дефекты, потому что работа магистрали будет нарушена.

4.по окончанию нарезки трубы, нужно удалить заусенцы с помощью ножа для канцелярии.

5.прокладку труб производят в черновом варианте. Переходные детали вставляются на две трети, затем вход выполняют, прикладывая усилие.

Внимание! Применяя данные советы, сборка трубопровода даст положительный результат, и система будет служить долго и надежно.

Гибкий и жесткий тип изделий

Заготовки из полимеров бывают гибкими и жесткими, тип определяется степенью деформации поперечного сечения.

Если показатель низкий, то это жесткие изделия, если высокий, значит, изделие гибкое.

Несколько последних лет отечественные производители изготавливают гибкую продукцию, ведущими компаниями остаются европейские марки.

Гибкие трубопрокаты применяют для работы в малых пространствах. Все трубы, имеющие небольшой объем, относятся к гибким.

Внимание! Трубы гибкого типа не стираются внутри, это их отличает от жестких изделий.

Жесткие трубы во время высоких нагрузок не изменяют форму, сразу лопаются. Гибкие трубопрокаты имеют свойство деформироваться до овала, при этом в пятидесяти процентов случаях не изменяют свойства.

Европейские компании выпускают совместно с трубами все комплектующие для трубопроводов гибкого типа: фитинги со специальным оборудование, чтобы прокладывать сеть.

Труба из полимера в качестве изоляции.

Полимерные трубопрокаты применяют в качестве изоляции металлических конструкций.

Внимание! Это обусловлено тем, что полимер может защитить металлические изделия от многих негативных факторов.

Заготовки применяют в области:

1.водоснабжения горячего, полимер имеет низкий уровень теплопотери.

2.для водоснабжения холодного, трубы не образуют конденсат.

3.данные изделия имеют высокий уровень шумоизоляции.

4.можно прокладывать под землей, в стене, на них не появится коррозия.

5.трубы имеют высокую износостойкость.

6. устойчивы к химическим реактивам.

Полимерная изоляция повышает срок службы, и экономит средства на ремонт и замену деталей трубопровода.

Виды пластмасс

Пластмасса — это высокопрочный, эластичный материал, который при нагревании становится мягким и пластичным. В этот промежуток времени из нее можно «слепить» практически все что угодно. После остывания изделие вновь становится твердым.

Краткая история появления

Считается, что первооткрывателем пластмассы был британский изобретатель Паркс. В 1855г. он решил чем-нибудь заменить материал бильярдных шаров. В то время они состояли из слоновой кости.

Он смешал масло камфорного дерева, нитроцеллюлозу (хлопок + азотная и серная кислота) и спирт. При нагревании получил однородную жидкую смесь, которая при охлаждении застыла и стала твердой. Это и была первая разновидность пластмассы, полученная искусственным путем из природных и химических материалов.

И только через сто лет в 1953г. немецкий профессор Штаудингер открыл синтетическую макромолекулу (молекула с очень большим количеством атомов и большой массой). Она то и стала базовой прародительницей для получения разнообразных видов промышленного пластика.

Если не вдаваться в научные подробности, новые виды пластмасс создаются следующим образом: в макромолекуле, особым образом, меняют расположение звеньев малых молекул. Эти цепочки называются полимерами. От этих «перестроений» рождаются материалы с определенными физико-механическими характеристиками.

Химики всего мира сразу, после этого открытия, стали выстраивать из этих кубиков трансформеров конструкции с ранее невиданными свойствами.

Свойства

Изделия из пластмасс имеют следующие особенности:

1. Для дизайнеров и инженеров это тот материал, из которого можно изготавливать самые сложные по форме конструкции.
2. Отличаются экономичностью в сравнении с аналогичными продуктами из других материалов. Малые энергетические затраты при производстве. Простота формовки.
3. Почти все виды палстика не нуждаются в покраске, так как они имеют свои различные цветовые гаммы.
4. У них небольшой вес.
5. Обладают высокой эластичностью.
6. Являются отличными диэлектриками (т.е. практически не проводят электрический ток).
7. Обладают низкой теплопроводностью (отличные теплоизоляторы).
8. У материалов высокий коэффициент шумоизоляции.
9. Не подвержены, в отличие от металлов коррозии.
10. Имеют хорошую устойчивость к перепадам дневных и межсезонных температур.
11. У пластиков высокая стойкость ко многим агрессивным химическим средам.
12. Они могут выдержать большие механические нагрузки.

Применение пластмасс

Пластмассы прекрасно могут заменять функции многих, более дорогих в изготовлении, металлических, бетонных или деревянных изделий. И в промышленности и в быту этот материал используется повсеместно.

1. На наземном, морском и авиационном транспорте применение пластмассовых частей и деталей машин существенно снижает их вес и стоимость.

2. В машиностроении из пластика изготавливают: технологическую оснастку; подшипники скольжения; зубчатые и червячные колеса; детали тормозных устройств; рабочие емкости и прочее.

3. В электротехнике многие виды пластмасс используют для производства корпусов приборов, изоляционного материала и др.

4. В строительстве применяют сделанные из пластика несущие конструкции, отделочные и кровельные материалы, вентиляционные устройства, навесы, панели, двери, окна, рабочий инструмент и др.

5. В сельском хозяйстве из пластиковых полупрозрачных листов сооружают теплицы.

6. В медицине большинство аппаратов и приборов состоят из пластмассовых частей и деталей. А многие человеческие органы чаще всего заменяют их пластиковыми аналогами.

7. В быту полно изделий из пластика. Это — посуда, телевизоры, компьютеры, мобильные телефоны, обувь, одежда и др.

Маркировка пластмасс

Умение правильно расшифровывать буквенную маркировку пластика необходимо хотя бы для того, чтобы не нанести непоправимый вред здоровью при пользовании изделиями из этого материала.

Некоторые виды пластика способны медленно разрушать организм человека. Отказаться от них полностью мы не сможем, но уменьшить отрицательное влияние вполне реально.

Внимательно изучайте товар, который планируете купить. Производитель обязан маркировать свои изделия. Если специальное обозначение отсутствует — это должно вас насторожить.

Сами пластмассы не являются канцерогенами, а ими могут быть некоторые вещества в них содержащиеся. Они добавляются производителями для получения тех или иных свойств материала.

Определиться с типом пластика возможно, если на изделии имеется соответствующая маркировка. Обозначение часто наносят в виде треугольника, стороны которого состоят из трех стрелок. Под фигурой – аббревиатура, а внутри – цифра. На промышленных продуктах маркировка обычно выштамповывается в своеобразных скобках. Например, это может выглядеть так: >PC PUR >PP/EPDM (1) PET или PETE – лавсан (полиэтилентерефталат). Чаще всего используется при изготовлении упаковок, обивок и одноразовых стаканчиков для холодных напитков. Не рекомендуется повторное применение и изготовление из него детских игрушек.

• (2) HDPE или PE HD – так обозначается полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкого давления. Используют при изготовлении пластиковых пакетов, пищевых контейнеров, посуды, тары для моющих средств, ненагруженных деталей оборудования, покрытий, футляров и фольги. Относительно безопасен, но может выделять токсичное вещество (формальдегид).

• (3) PVC или V — это маркировка поливинилхлорида (или просто — ПВХ). Используется только в технических целях при производстве химического оборудования, различных деталей, элементов напольных покрытий, изоленты, жалюзи, мебели, окон, труб и тары. Эти виды пластмасс при сжигании выделяют много ядовитых веществ.

• (4) LDPE или PEBD – обозначение полиэтилена низкой плотности и высокого давления. Из него изготавливают пакеты, брезент, мусорные мешки, компакт-диски и линолеум. Относительно безопасен для человека, но вреден в плане экологии.

• (5) PP – маркировка полипропилена. Используют для изготовления детских игрушек, пищевых контейнеров, упаковок и медицинских шприцов. Идеальный материал для труб, элементов холодильного оборудования и деталей в автомобильной промышленности. Практически безвреден, хотя в некоторых случаях может выделяться формальдегид – ядовитый для здоровья человека газ.

• (6) PS – полистирол. Из него изготавливают сэндвич-панели, теплоизоляционные строительные плиты, оборудование, изоляционные пленки, стаканчики, чашки, столовые приборы, пищевые контейнеры, лоточки для различных видов продуктов. Не рекомендуется для повторного использования. В случае горения выделяет ядовитый стирол.

• (7) O или OTHER– полиамид, поликарбонат и другие виды пластмасс. Используют в производстве точных деталей машин, радио- и электротехники, аппаратуры, а также при изготовлении бутылок для воды, игрушек, бутылочек для детей и упаковок. При частом нагревании или мытье выделяют вещество (бисфенол А), ведущее к гормональным сбоям в человеческом организме.

В строительстве часто используют следующие виды пластика:

• Полимербетон. Это композиционный материал, созданный на основе термореактивных полимеров на основе эпоксидной смолы. Хрупкость этого пластика нивелируется волокнистыми наполнителями – стекловолокном и асбестом. Полимербетон применяется при изготовлении конструкций, стойких к различным агрессивным средам.

• Стеклопластик – листовой материал из тканей и стеклянных волокон, связанных полимером.

• Напольные материалы – это разные виды вязких жидких составов на основе полимеров и рулонные покрытия. Широко применяется в строительстве поливинилхлоридный линолеум. Он обладает хорошими теплозвукоизоляционными показателями.

К термореактивным видам пластмасс относятся:

• Фенопласт. Применяется для изготовления вилок, розеток, пепельниц корпусов сотовых телефонов, радиоприборов и изделий галантереи.

• Аминопласты. Используют в производстве электротехнических деталей, клея для дерева, пенистых материалов, галантереи и тонких покрытий для украшений.

• Стекловолокниты. Они чаще всего, применяются в машиностроении для изготовления крупногабаритных изделий несложных форм (лодок, кузовов автомобилей, корпусов приборов и пр.) и силовых электротехнических деталей.

• Полиэстеры – на их основе создают части автомобилей, спасательные лодки, корпусы летательных аппаратов, кровельные плиты для крыш, мебель, мачты для антенн, плафоны ламп, удочки, лыжи и палки, защитные каски и др.

• Эпоксидная смола — применяется как изоляционный материал: в трансформаторах, электромашинах и приборах, в радиотехнике (для печатных схем) и при производстве телефонной арматуры.

Производство

Основным сырьем при производстве пластмасс является этилен. С его помощью получают полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.

Нарушение технологии режима полимеризации, ухудшает качество готовой продукции. В ней могут появиться поры в виде пузырьков и разводов. Существуют следующие виды пористости пластмассы: гранулярная, газовая и пористость сжатия. Такие дефекты недопустимы при изготовлении продуктов влияющих на здоровье человека, например съемных протезов. Для их изготовления используются базисные пластмассы (самотвердеющие, при смешивании специального порошка и жидкости, материалы).

Существует несколько основных технологий производства пластмассовых изделий:

1. Технология выдувания. Хорошо разогретая формовочная масса заливается в открытую опоку, после чего ее герметично закрывают. Затем туда подается сжатый воздух, который распыляет горячий пластик по стенкам заданной формы.
2. Формовка посредством вакуума (процесс изготовления проводится с перепадами воздушного давления).
3. Технология литья. Жидкая пластмасса заливается в специальные емкости, в которых происходит охлаждение и формовка материала.
4. Метод экструзии. Размягченную пластичную массу, продавливают через специальные отверстия в приспособление, которое формирует готовое изделие.
5. Прессование. Это самый распространенный способ получения продукции из термоактивных пластмасс. Формование выполняется в специальных опоках под воздействием высокого давления и температуры.

Тонет ли пластик в воде?

По поведению пластика в воде можно определить его вид.

Плотность воды известна – 1,10 г/куб.см. Для разных видов пластмасс она варьируется от 0,90 г/куб.см до 2,21 г/куб.см.

Легче воды только:

1. Полипропилен (0,90 г/куб.см).
2. Полиэтилен высокого давления (0,92 г/куб.см).
3. Полиэтилен низкого давления(0,96 г/куб.см).

Только эти виды пластика будут плавать, остальные пойдут ко дну.

Одним из самых тяжелых видов пластика является фторопласт с плотностью — 2,20 г/куб.см.

Полимерные материалы: что такое, основные виды, примеры изделий

Полимерные материалы, что это такое точно определяют химики. Сам термин «полимер» обозначает пластик и используется для изготовления пластмассовой продукции ежедневного применения. Мы пользуемся изделиями из такого сырья дома, на работе. Они окружают нас в общественном транспорте (автомобили, самолеты, вагоны железнодорожного состава). Современная промышленность изобрела новое сырье, в структуру которого входят натуральные и синтетические составляющие.

Основные физические свойства

Отличительной чертой этого материала является то, что в его химический состав входит вещество, обладающее высокомолекулярными цепочками, повторяющиеся с данной периодичностью. Благодаря этому самым распространенным стал каучук (резина), отличающийся своей эластичностью и повышенной стойкостью к истиранию. Он и другие виды не только обладают свойствами упругости, но и имеют иные важные качества:

• • Низкая теплопроводимость. Как пример: если поставить на открытый огонь кастрюлю, то сплав из железа нагреется, а ручки, выполненные из пластмассы, останутся холодными.
• • Высокий показатель температурного коэффициента линейного расширения, который составляет от 70 до 200 10-6 на один градус. Молекулярная структура обладает свойствами увеличивать линейные размеры в несколько раз больше, чем металл при одинаковой t.
• • Благодаря своей гибкости, в последнее время технологи разработали методику нанесения тонким слоем полимер на металлические части изделий для защиты их от коррозии.
• • Предел прочности уступает показателям железа. Для повышения добавляют специальные компоненты, за счет которых получаются новые разновидности материала.
• • При разработке и производстве товара учитывается низкий коэффициент температурного нагрева. Рекомендуемым порогом является менее 80 градуса. Иначе изменятся физические свойства, которые приведут к снижению прочности.
• • Быстро воспламеняется при пожаре, при этом выделяют токсичные вещества.
• • Из-за сниженного показателя коэффициента трения на поверхности не остаются дефекты (царапины, сколы).
• • Обладает электроизоляционными свойствами. Так как он не проводит ток, то все ручки инструментов покрываются пластмассой.
• • Не поддается деформации при длительной нагрузке, способен восстанавливать свою первоначальную форму.

Какие бывают полимеры – классификация

В современной промышленности насчитывается несколько десятков разновидностей. Разделение происходит по химическому составу, агрегатному состоянию и эксплуатационным качествам.

По происхождению

К ним относятся:

• • Синтетические. Являются самыми востребованными в производстве. Обладают исключительными особенностями из-за добавления и смешивания различных веществ.
• • Искусственные. Изделия из такого вида окружают нас в быту.
• • Природные (биополимеры).

По молекулярным соединениям

Различные химические свойства позволяют разделять на:

• • Органические, которые используют для основания пластмассовой продукции.
• • Комплексные, где одновременно применяются натуральные и синтетические вещества.
• • Неорганические.

Виды полимерных материалов по агрегатному состоянию

Характеристики вещества, подверженного различными температурами и давлением:

• • Эластичный. Гибкость позволяет использование при производстве строительного товара (поролон, силикон). Также большое применение находит для изготовления автомобильных покрышек.
• • Твердый. В этой форме пластмасса обладает повышенной прочностью и пластичностью. Область применения широка: оргтехника, пылесосы, холодильники, садовая мебель и другие предметы домашней утвари.
• • Жидкий. На такой основе изготавливаются лакокрасочные материалы, герметики, монтажная пена.

По структуре, на которую влияет макромолекула

Бывает: разветвленный, линейный, сетчатый, плоский, ленточный, гребнеобразный.

Типы полимеров по полярности

В этом случае на конструкцию влияют положительные и отрицательные заряды, которые определяют характер растворимости в различных средах:

• • полярный (гидрофильный);
• • неполярный (гидрофобный);
• • смешанный (амфильный).

Что такое полимеризация

Это процесс образования полимеров путем синтеза низкомолекулярных веществ и присоединения молекул к активному центру, который находится в конечной точке цепи.

Поликонденсация

В отличие от предыдущей обработки, здесь происходит слияние частиц ступенчатым методом. При этом образуется высокомолекулярное соединение, где уничтожаются некоторые элементы, при этом выделяется (вода, хлор, водород).

Полиприсоединение

Это изготовление синтетического сырья путем многократного соединения мономерных звеньев в одну огромную молекулу без отделения других веществ. Производство происходит при помощи растворителей: «Пиридин», «Диметилсульфоксид», « Диметилформамид», в азотной среде при температуре от -20 до 110 градуса.

Сущность

Состав и основа полимерных материалов – это однотипные группы атомов, из которых синтезируется высокомолекулярное вещество. Обычно производство происходит из продуктов переработки нефти, угля и газа. Второй способ – из вторичного сырья (целлюлоза, лигнин).

Материалы

Как мы писали выше, синтетика плохо переносит высокие температуры, воспламеняется и выделяет при тлении токсичные вещества. Во избежание этого химики экспериментальным способом добавляют различные примеси. При синтезе они используют бром или хлор. После обработки получается галогенизированное сырье, способное при сгорании выделять газ, который повышает коррозийность металлических изделий.

Мы рассмотрим примеры и определим, что относится к полимерным материалам:

• • Самый знакомый всем – это полиэтилен. Из него изготавливают упаковку для различных целей, используется во всех отраслях народного хозяйства. Он различается по типам (низкого и высокого давления). Эти виды обладают одинаковым химическим составом, но отличаются молекулярной структурой.
• • Пропилен. Благодаря своим характеристикам (легкость, высокие эксплуатационные качества, гибкость, эластичность, прочность, водонепроницаемость) широко применяется при строительстве жилых комплексов и промышленных объектов. Из него изготавливаются трубы для горячего и холодного водоснабжения, для отопительной системы. Они не подвержены коррозии, не деформируются при динамической и статистической нагрузках, не производят шум и не вибрируют. Единственный минус – вступают в реакцию с кислородом и не выносят ультрафиолет. Поэтому при монтаже необходимо устанавливать защитную систему.
• • Поливинилхлорид. Что это за полимерные материалы и какие примеры можно привести, ведь все уже забыли об этом термине и области применения. Популярным они были в середине прошлого столетия. Они обладают хрупкостью и невысокой экологичностью, потому что при тлении выделяют ядовитый диоксин. Поэтому современные вещества вытеснили с рынка потребления старый образец.
• • Полиолефин создан на основе составляющих полиэтилена и полипропилена. Более половины продукции во всем мире изготовлена из этого сырья. Так как он имеет огромное преимущество перед другими пластмассами. Он не разрывается, не дает усадку, не нагревается, а при утилизации и производстве не выделяет вредные для организма вещества.

Классификация по температурному режиму

Высокомолекулярные соединения различаются по степени влияния тепла:

• • Термопластичные при повышенном градусе размягчаются, а при пониженном – твердеют.
• • Если разрушаются связующие звенья в цепи, то их называют термореактивными.

Примеры изделий из полимерных материалов

Благодаря своим уникальным качествам и доступной цене область применения товаров из этого сырья разнообразна. Изделия из пластмассы применяются в медицинском оборудовании; в строительной отрасли; в железнодорожном, автомобильном и авиационном транспорте; в бытовой технике; в сельском хозяйстве; в легкой и тяжелой промышленности.

При возведении жилых объектов используется обшивка стен для утепления и облицовки. Большую популярность приобрели пластиковые окна и двери, напольные покрытия (ламинат, линолеум). Все строительные инструменты сделаны с элементами из полимера.

Декоративные изделия (сетка для цветов, поливалки, ведра, плошки) и мебель для садоводческих хозяйств из этого сырья получили широкую популярность у населения из-за небольшого веса, устойчивости к коррозии, эластичности, долговечности и недорогой стоимости. Детские и взрослые переносные бассейны, лодки и искусственные водоемы, круги для плавания изготавливаются из геотекстиля и мембраны, обладающие водонепроницаемостью. Несущие конструкции мотоциклов и некоторых легковых автомобилей производятся из пластмассы для облегчения веса и избежания воздействия ржавчины.

Структура

Свойства и технические характеристики полимерного материала зависят от молекулярных соединений в цепи. По строению идет разделение на:

• • Линейное. Это соединения, где макромолекулы составляют длинные цепочки и имеют спиральную или зубчатую комбинацию. При этом они чрезвычайно гибкие. Такое качество дает высокую эластичность, и товар не крошится при застывшем состоянии.
• • Лестничное. Здесь макромолекулы создают пару длинных цепей, которые являются основой для создания изделий с высокой жесткостью и стойкостью к большим температурам. Помимо этих положительных качеств, есть главное достоинство – не вступают в химическую реакцию с растворителями из органики.
• • Пространственное. Мономолекулы связаны между собой поперечными мостиками и синтезируются при помощи мочевины и формальдегида. Итогом такой операции становится пространственная или неоднородная структура основы сетки. Из такого сырья создаются жесткие конструкционные продукты.
• • Линейно-разветвленное. Это когда от основной цепи идут ответвления, численность и размер которых различны. Такая структура наиболее прочная. Это свойство нашло применение в изготовлении полиэтилена, полистирола, поливинилхлорида.

Применение полимеров

Производство таких материалов началось в начале прошлого столетия, где при обработке целлюлозы и отходов нефтепереработки стали получать краску и пленку. Это позволило активному развитию кинематографа. Сейчас пластик вошел в нашу повседневную жизнь. Из него изготавливаются детские игрушки, всевозможные синтетические ткани, прорезиненную подошву для обуви, спортивный инвентарь, компьютерную технику.

Инженеры космической отрасли создали летательные ракеты и спутники на основе полипропилена. При лабораторных испытаниях оказалось, что низкая масса этого сырья без особых усилий помогает преодолеть притяжение Земли, и при больших температурных перепадах в агрессивной среде пластмасса не деформируется.

В быту

Изделия из высокомолекулярных соединений встречаются намного чаще, чем их натуральных компонентов. Этому способствуют высокие характеристики (прочность, гигиеничность, универсальность, эластичность) и низкая стоимость на продукцию.

Приведем несколько примеров тех вещей, которыми мы пользуемся каждый день:

• • Предметы личной гигиены (расческа, зубная щетка и т.д.).
• • Принадлежности для кухни.
• • Одноразовая посуда.
• • Пакеты для мусора и покупок.
• • Пленка для запекания еды.
• • Сантехнические составляющие.
• • Бытовая химия.
• • Части техники (телевизора, холодильника, пылесоса, микроволновки, миксера, утюга).
• • Настольная лампа.
• • Одежда (капроновые колготки, костюмы для рыбной ловли, спортивные куртки и комбинезоны) и обувь (резиновые сапоги, сланцы и калоши).

В строительной отрасли

Последние пятьдесят лет пластмасса вытеснила натуральные материалы (дерево, металл и бетон). Она стала использоваться при производстве:

• • Отделочных материалов, предназначенных для обустройства потолка, стен и пола.
• • Ограждающих конструкций и строительных сооружений. К ним относятся составная арматура, балки, поликарбонат, полибетон, основа оконных рам и межкомнатных дверей, стеклопластик.
• • Пен для герметизации проемов и щелей, клея.
• • Изделий водо и теплоснабжения, оборудований сантехнического профиля, вентиляционной системы и отопления.
• • Тканей, предназначенных для теплоизоляции. Они могут продаваться в рулонах, в виде порошка или жидкими смесями.
• • Наливных полов. При использовании такого материала поверхность становится гладкой и ровной. На ней исключено появление воздушных пузырьков, трещин и вмятин.
• • Роликов и колес для складской гидравлической тележки. Большой ассортимент этих изделий можно найти на сайте торгово-производственной компании «МПласт». Кроме этого, у них имеется продукция для мебели: заглушки и фурнитура. А для строителей – пластиковые отбойники.

В медицине

Более трех тысяч разновидностей изделий изготовляется для этой отрасли.

Приведем несколько примеров:

• • Одноразовые шприцы.
• • Хирургические инструменты.
• • Материалы для стоматологии.
• • Пакеты для хранения крови и плазмы.
• • Лекарства, клеи для обработки швов, искусственные протезы и органы.
• • Оборудование для хозяйственной деятельности (посуда для лабораторий, различный инвентарь, клеенка, хирургические бахилы).
• Предметы оптики (оправа, линзы).

Виды изделий из полимеров и их применение в сельском хозяйстве

Тепличный бизнес невозможно представить без помещения, сделанного из полипропиленовой арматуры и покрытого поликарбонатом со стенкой толщиной в 1 см. Также для повышения урожайности всегда требуются различные ткани и пленки, предотвращающие появление сорняков.

Для полива используются трубы и шланги, которые намного превосходят по своим техническим характеристикам металлическую мелиоративную систему. Они удобны в монтаже, легкий вес помогает перевозить трубы без применения тяжелой техники, срок эксплуатации составляет около пятидесяти лет.

В пищевой промышленности

Главным условием создания станков для выпечки хлебной продукции, производства мясных, рыбных и овощных полуфабрикатов является соблюдение требований и правил санэпидемстанции. Антиадгезионное покрытие необходимо для бочек и контейнеров для хранения и перевозки зерновых и сыпучих продуктов.

На полках магазина вы встречаете продовольствие, запечатанное в пакеты и пленки, которые защищают от внешних загрязнителей и предохраняют от порчи. Раньше изделия изготавливались из пластмассы с низкомолекулярными веществами, которые имели множество недостатков. Основным из которых является выделение вредных частиц в окружающую среду. На сегодняшний день эта отрасль постоянно развивается, что привело к усовершенствованию химических, механических и физических качеств.

Мы подробно рассказали, что это такое, полимерная продукция, какие имеет свойства и характеристики, виды и область применения.

Оценка статьи:

(пока оценок нет)

Загрузка...

Сохранить себе в: