PPR 管材挤出成形质量缺陷及解决对策 PP-R (Poly Propylene Random) 管，即无规共聚聚丙 烯管，是当今发达国家普遍采用的新型水管材料。 PP-R 管道在欧洲已有 10 多 年的使用经验，由于其优良的性能，近几年来其市场占有率遥遥领先于其他塑 料水管材料。我国的 PP-R 管材生产及应用也有几年的时间，随国家大力推 广应用化学建材，我国化学建材进入了产业化发展阶段，其中的新型塑料管的 发展又出现新的高潮，目前国内在建筑冷热水与采暖中几乎都是采用 PVC-C 、PE-X、铝塑管和 PP-R 管，并逐步向 PP-R 管过渡。 PP-R 管是当今 生产和应用的热点之一。 PP-R 管的特点逐步被我国管道工程界认同， PP-R 管 除具有一般塑料管质量轻、耐腐蚀、强度高、不结垢、常规使用的寿命长等通用优点 外，还具有清洁和无毒、较好的低温抗冲击性能、长期耐热和耐压性、良好的 保温和节能性能，是真正的绿色环保建材产品，还具有系统连接和安装方便、 管件连接牢固，且是永久性的连接等特点。 加之 PP-R 管具有优良的性能价格比， 因而使其从各种新型输水管材中脱颖而出，短短几年时间发展十分迅速，应用 十分广泛。我国目前有 300 多家 PP-R 管材生产厂，现有建材市场 PP-R 管材 多种多样，由于种种原因， PP-R 管的质量上的问题还比较突出，致使 PP-R 管的优 点和特点不能充足表现，影响了管道工程的使用功能，也给相应的工程质量埋 下了安全风险隐患。 我国已正式制订并颁布了 GB/ T18742.2 -20002《冷热水用聚丙烯管道系统》 的国家标准，并于 2003 年 1 月 1 日正式实施。该标准正式实施后，我们根据 《冷热水用聚丙烯管道系统第 2 部分 :管材》国家标准的技术方面的要求，对市场的 PP-R 管进行了一次全面监督检查，检查结果，总体上 PP-R 管材的质量虽较以 往已有不同程度的提高，但是通过抽查生产企业和经销企业的产品总合格率为 70 %左右，其中经销企业的产品质量合格率仅为 50 %，说明目前市场上销售的 不合格 PP-R 管材比例仍然相当高，同时检查发现的质量上的问题是多种多样的。 2006r 年浙江省化学建材协会委托国家化学建材质量监督检验中心对浙江省部 分管材市场进行的产品抽检结果日前揭晓，塑料管材产品的质量状况触目惊心。 聚丙烯 PP-R管抽检合格率仅 10%。 现简要分析一下，影响 PPR 管材质量的各种各样的因素： 1、PP-R 管材生产原料 PP-R 原料其化学名称为 : 丙烯 - 乙烯无规共聚物，由丙烯和乙烯的混合气 体进行共聚合，所得到主链中无规分布丙烯和乙烯链段的共聚物。质量良好的 PP-R 原料，应符合 GB/ T.1 规定要求，有最小必须强度 SMR 保证值。质量较 好的 PP-R 原料大多数来源于 Borealis 和 Hostalen 等公司，所提供的原料有 SMR 保 证值，并且对原料的性能与管子性能间关系有较深入的研究，特别是乙烯含量 对管子整体性能的影响。目前市场上 PP-R 料的牌号较杂，性能参差不齐，使用 上也有很大的差别，有些牌号的 PP-R 料不太适合用于热水管和压力管，加土某 些企业的宣传不太切合实际，极易在币场上造成混乱。 2、PP-R 管外观品质问题及其分析 依照国家标准规定，合格的 PP-R 管材外观应做到 :色泽应基本一致 ; 内外表 ICI 应光滑、平整，无凹陷、气泡和其它影响性能的表面缺陷 ;不应含有可见杂质。 国家标准对管材外观品质标准，虽然仅仅是简单的文字定性描述，但是其 所有的定性指标，均能体现管材重要的内在质量。管材外观合格与否，与产品 的原料和加工工艺紧密关联，因此管材的外观品质不仅影响管材的美观，而且 影响管材的物理和化学性能，往往会决定管材的整体质量。所以管材的外观检验 是十分重要的，可以 “由表及里 ”初步判断产品的整体质量。 2.1 外观色泽 国家标准规定合格的 PP-R管材外观色泽应基本一致。 关于管材的外观色泽 质量发展要求，标准只是简单原则的规定，但是我们在日常检验中 PP-R 管材外观色 泽出现的问题是多种多样的，有的管材局部变色或表面有斑点，外观色泽不能 做到均匀一致 ;有的表面暗淡无光或外表面有光亮透明的块状。所有局部变色、 表面有斑点、表面暗淡无光、表面有光亮透明的块状等外观色泽不合格的管材， 其物理力学性能指标大都达不到规定要求，在使用的过程中容易破裂。另有少数 管材虽然外观光泽明亮或彩色鲜艳，但是这类管材多为伪劣产品，其各项性能 指标与国家标准要求相差更远。 2.1.1 局部变色，以致外观色泽不均匀一致 (1)成因。 PP-R 管材是由 PP-R 树脂经挤出机挤出成型而成。挤出机的作用能 使 PP-R树脂从晶体塑化到高弹态，进而再塑化到熔融粘流态这一过程中，如果 PP-R 原料在挤出成型时所受到热量和压力不当，会使原料状态变化时发生分子 构型改变。过高塑化温度破坏 PP-R 的分子结构并产生分解变色。同时挤出速度 过快，在机筒内产生较高的摩擦热，使物料温度上升而分解变色。 (2)防治措施。鉴于 PP-R树脂的特殊性能，要求 PP-R 管材挤出工艺流程中， 应避免塑化温度过高和挤出速度过快，引起 PP-R 树脂分子结构的改变。因此对 于生产 PP-R管材的挤出机螺杆的设计的基本要求使用先进的计算机模型， 使其有良好 的低温塑化能力和最佳挤出速度。 要求螺杆的结构能满足 PP-R 物料能在较低的 温度和最佳挤出速度下挤出，并保证塑化质量而不降低挤出量。 用来生产 PP-R塑料管的挤出机的螺杆料筒要用先进的计算机模型精确计算 的确定各段压力分布、熔融速率，使其有良好的低温塑化能力。 2.1.2 表面斑点，以致外观色泽不均匀一致 (1)成因。造成管材表面斑点的原因，有很大的可能是由加工原料引起的，也可能是 由挤出工艺的缺陷引起的。 生产管材的 PP-R 树脂原料中如有水分，可能会引起挤出成型管材表明产生斑 点。 管材在挤出成型加土过程中采用真空槽式定径时，水槽中的管子上如有气 泡，也会导致挤出成型管材表明产生斑点。 (2)防治措施。 去除原料中的水分或消除水槽中管子上的气泡。为确保水槽管 子上无气泡，必须做到 :防止水槽的循环泵产生气蚀，水槽中的水面保持在水口 以上，增加水槽中水的循环量。 2.1.3 表面暗淡无光 (1)成因。此类问题的产生原因，可能来自原料，也可能由于加工工艺参数不 合适。 生产管材的原料中有水分，可能会引起管材表面暗淡无光。 挤出加工熔体温度不合适，挤出机挤出的熔融物料不均匀，定径套过短，口 模成型段过短等都可能会引起管材表面暗淡无光。 (2)防治措施。去除原料中的水分或调整管材加工的工艺参数。 其中调整管材加工的工艺参数包括 :选择正真适合的熔体温度， 改善挤出机挤出的 熔融物料的均匀性，使用长定径套，增加口模成型段的长度。 2.1.4 有光亮透明的块状 (1)成因。机头温度过高和冷却不足。 (2)防治措施。降低机头温度和冷却水开大。 2.1.5 光泽明亮或彩色鲜艳 正规的 PP-R 管材应是灰色或其它颜色的亚光。但我们在市场抽检中发现有 少数 PP-R 管材外观光泽明亮或彩色鲜艳，这类管材是典型伪劣产品，这类管材 不是采用 PP-R 树脂生产加土的。这类伪劣产品与正规 PP-R 相比还具有其它一 些显著特征 :其密度略大，落地声比较清脆，手感更光滑。 这类伪 PP-R 管的危害很大， 常规使用的寿命仅为 1 至 5 年，而真 PP-R 管常规使用的寿命 均在 50 年以上。 2.2 表面缺陷 依照国家标准规定，合格的 PP-R 管材内外表面应光滑、平整，无凹陷、气 泡和其它影响性能的表面缺陷。 我们在日常检验中发现 PP-R 管材表面缺陷也是 多种多样的，其中有表面粗糙面不 光滑、表面出现气泡和斑点凹坑。 管材表面缺陷，常常影响管材的力学性能，从而在管道工程中留下隐患。如 有的管材面有凹陷和气泡，在高温度高压力使用条件下，就会在凹陷和气泡处产生 应力集中，引起管道的破裂。 2.2.1 表面粗糙不光滑 (1)成因。 PP-R 管材在挤出工艺流程中，在高温下挤出的管坯，需经真空定 径槽的真空定型以及用恰当冷却手段和温度及时冷却定型，方能得到外观质量 优良的产品。管材的冷却定型操作，主要是控制真空度和冷却速度两个参数。 真空定型的真空度控制的确当与否，将直接影响管材的表面上的质量，真空度太高 使管材表面粗糙 ;冷却速度过快易在管材内部产生应力，导致管材表面粗糙。 另外， PP-R 树脂原料中的含有水分也会导致管材内外表面粗糙。 (2)防治措施。将真空定径槽的真空度和冷却速度调整控制到最佳状态。 去除 PP-R 树脂原料中的水分。 2.2.2 表面出现气泡 (1)成因。挤出成型温度对管材制品的质量和产量均有十分重要的影响。 温度 过高，聚合物分解，表面产生气泡。 原料中含有水分，可能会引起熔体中出现气泡，导致管材表面出现气泡。 (2)防治措施。正确控制管材的挤出成型温度 ;去除 PP-R 树脂原料中的水分。 2.2.3 表 ICI 出现斑点凹坑 (1)成因。高温下挤出的管坯， 冷却成型时冷却速度对制品的性能有
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