张宏飞
天津中财型材有限责任公司 天津 300457
摘要：PVC管道用途广泛，本文主要对PVC管道应用现状、性能、发展趋势进行了分析。从国内外PVC管道应用的现实情况来看，中国PVC管道在未来阶段将成为主流，而且未来阶段PVC管道的安全性能以及环保性能也会得到提升。
关键词：PVC管道；应用现状；发展趋势
关于PVC材料的最早记录可以追溯到1872年，一位叫E.Bauman的研究者在研究乙烯材料时发现，在玻璃封管中的乙烯长时间暴露在阳光下，比例管内会出现白色粉末，记载称白色粉末状固体性质稳定、抗酸碱能力强。发展至今，PVC材料的应用已经十分广泛，由PVC制成的管道是当前全球使用最多管道。
一、PVC塑料管道应用现状
（一）发达国家应用情况
截止到目前，全球塑料管道应用大多集中于发达国家，如美国、德国、日本等，美国、日本、欧盟地区的PVC管道应用比重超过全球管道市场的一半，PVC管道所有类型的塑料中比重超过65%，而日本的塑料管道市场中超过90%的塑料管道都是PVC管道。全球PVC管道市场中，美国的消耗量非常高，主要应用与给水领域，于此同时，日本、台湾地区的PVC管道应用也主要集中于水管领域。在欧洲市场中，绝大数国家都在使用PVC管道，但是欧洲地区在水管方面的应用没有以上国家和地区的比重高，欧洲市场PVC管道的应用多集中于排污方面，这些地区给水管道多以聚烯烃为主。
（二）中国应用现状
最近几十年来，中国经济、社会、文化发展迅速，这样推动了塑料管道行业的发展，中国塑料管道行业以一种令人乍舌的速度快速的发展进步。在上世纪90年代初，中国的塑料管道产量仅仅为20万吨，但是2000年产量达到100万吨，发展到2004年产量到达200万吨。直至今天，中国塑料管道应用已经领先与世界，不论是产量还是质量都是世界之最。在2004年，中国的PVC管道在所有塑料管道中比重已达到60%，到目前为主PVC管道在中国塑料管道市场中已成为主流产品，是多个行业修建管道的首要选择。
二、PVC管道优势
（一）性能好
在所有塑料管道中，PVC管道优势十分独特，既具备一般塑料管道的性能优势，也有一般管道不具备的性能优势。例如：首先，PVC管道具有低密度的优势，在搬运、装卸以及安装时更加方便快捷；其次，PVC管道具有良好的耐化学性，接触到酸碱时不易出现腐蚀问题；第三，PVC管道具有良好的绝缘性能，不会造成人员触电危险；第四，PVC管道内壁非常光滑，内部液体在流动是遇到的阻力非常小，能够提升液体输送能力；第五，PVC管道对水质的影响极其小，不会产生水污染；第六，PVC管道水密性良好，可以减少水渗问题带来的影响；第七，采用PVC管道能够减低施工难度，提升施工质量。这些优势都是PVC管道的性能优势，也是人们选择PVC管道的主要理由。
（二）强度高
相比于其他类型的聚烯烃塑料材料，采用PVC材料支撑的管道其强度标准更高，在设计PVC管道时，一般以50年的使用标准来衡量其强度要求，在设计可以确保PVC材料的C值满足更好的标准。目前我国在水管道材料的上所制定的准为C=2.0-2.5，PVC管道能够达到这一要求。反观PE材料管道，其C值仅仅为1.25，远远打不打这一要求。根据研究显示PVC管道使用寿命最低为50年，最高为100年。
（二）阻燃性好
其他类型的聚烯烃塑料阻燃性较差，但是PVC管道的阻燃性非常优异，采用聚烯烃塑料制作而成的塑料管道是一种可燃性材料，但是应用PVC制作而成的管道具可燃性十分地，将PVC材料应用于电工、电信领域的管道中有着十分突出的优势。采用PVC材料制成的电工套管有着较高的氧指数，这类材料在水平、垂直燃烧时一旦与火源分离则会立刻熄灭，其满足GB/T8624中规定的B1级标准，是一种良好的阻燃材料。
（三）高环刚度
不同于其他聚烯烃塑料管道，采用PVC材料制成的管道具有非常高的刚度，所以也被称为“刚性”管，这是应为PVC材料的环刚度相对较高，所以在设计管道结构时，这种高环刚度优势能够提升管道的结构强度，同时也能使得管道的性价比得到提升。
（四）耐候性能
在所有类型的塑料管道中，聚烯烃塑料的耐候性能较差，而PVC材料则能够改变通用材料的这种缺陷，其优异的耐候性能能够提升管道的适应性，PVC管道是所有塑料管道中耐候性能最佳的一类材料。
三、PVC管道种类
1）给水管道：这类管道的公称外径长度一般界于20mm-1000mm之间，管道的公称压力最高为0.63MPa，最低为2.5MPa。PVC-U管道在城市、农村供水工程、凿井工程、建筑给水、盐(海)水输送、养殖渔业、高尔夫球场、矿场(区)配管以及园艺中应用较多；
2）排水管道：这类管道的公称外径长度一般介于32mm-315mm之间，在建筑排水中应用十分广泛。
此外，在城市排水、农村排水、渔业、养殖业、农业生产中也有着一定的应用；
3）内螺旋管道：这类管道的公称外径长度一般介于75mm-160mm之间，在建筑内排水系统中应用十分广泛；
4）排污、废水管道：这类管道的公称外径长度一般介于110mm-1000mm之间，管道的环刚度等级主要包含以下三个级别：SN2、SN4以及SN8，这类管道在城市、农村排污管线中应用较为广泛；
5）绝缘电工套管：这类管道的公称外径长度一般介于16mm-63mm之间，在建筑电线电缆护套中应用十分广泛；
6）低压输水灌溉管道：这类管道的公称外径长度一般介于75mm-500mm之间，管道的公称压力最低为0.2MPa，最高为0.63MPa，在农业低压输水灌溉中应用较多；
7）芯层发泡管道：这类管道的公称外径长度一般介于40mm-500mm之间，管道的具体环刚度为2、4、8kN/m2，在建筑排水、排污中应用广泛；
四、PVC 管道技术标准
经过几十年的努力，我国SAC/TC48已经趋于完善，这使得我国塑料管道标准能够之间对标国际市场。很多系列的PVC管道产品领先于国际水平，而且PVC管道产品应用的规范体系也变得十分完善。我国于2006发布了《建筑排水用硬聚氯乙烯管材》《给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》以及《建筑排水用硬聚氯Z烯管件》标准。在这种标准中，《给水用硬聚氯Z烯(PVC-U)管材》是基于欧美地区标准而进行优化改进的技术标准，标准中将我国PVC管道使用情况融入，调整了PVC管道技术应用标准，其中对PVC-U冲击强度提出了非常高的技术要求，这杜宇充分发挥PVC管道性能起到了非常大的作用。
五、给水用PVC管道安全
在给水管道中要求管道卫生安全达标。PVC树脂具有较高的稳定性并且无毒无害。现阶段，PVC树脂材料中基本上已经没有氯Z烯单体成分。我国台湾省台塑集团所研发的VCM技术能够使得PVC树脂VCM含量大大降低，在180℃至220℃的环境下，成品VCM残留量已经消失。我国对于VCM的要求要高于美国、日本等国家，我国的标准为1μg/g，远远低于美、日的3.2μg/g标准。在给水PVC管道中需要添加一定剂量的稳定剂，主要以有机锡或者是钙锌为主。在通用的稳定剂中，有机锡稳定剂已经取得了FDA、NSF、BGA等卫生监管机构认可。钙锌稳定剂属于一种新型稳定剂，其安全配方中的性也非常高。在这种稳定剂中，石蜡、CaCO3属于无毒无害的物质，在这种类型的管道中无需使用增塑剂。为了解决铅盐稳定剂一直存在得到铅溶问题，一些发达国家都改用有机锡稳定剂取代了铅盐稳定剂。此外，欧洲地区对于铅盐稳定剂应用也经历了一定的历程，到2015年位置已经全面将铅盐稳定剂禁止。早在2003年，英国就已经将铅盐稳定剂应用禁止。对于PVC给水管道，美国给定的铅溶标准是1.5 ×10-8，我国所给出的铅溶出标准更高，要求其小于1×10-9。现如今，国家建设部也出台了非铅盐稳定剂应用的标准，特别是饮水PVC管道的应用有了新的标准。
六、PVC管道发展趋势
（一）原料发展趋势
（1）PVC树脂
现阶段，国际采用的PVC树脂绝大多数都是通用型树脂材料，而在树脂材料中，专用树脂的发展越来越快速，并且也已经在多个领域中开始应用。例如，一些国外的研究机构开发出了一种以丙烯酸为主的技术，这种材料具备良好的高抗冲性，所生产的PVC树脂性能更加优异，而且对于这种类型的材料，我国PVC树脂生产厂商也在不断的研发，只有积极地进行研发新的树脂，才能够提升PVC材料的质量。此外，这种PVC树脂也是现阶段塑料管道发展的重要法相，值得注意的是，PVC纳米材料也将会成为未来阶段应用较为广泛的材料，这类材料的开发应用将会持续受到关注，未来阶段将会体现出非常高的应用价值。
(2)PVC稳定剂
现阶段，PVC市场使用的稳定剂主要以有机锡稳定剂以及钙锌稳定剂为主。在这两种材料中，有机锡稳定剂具备非常良好的特性，这种稳定剂成熟、安全，而且配方成本相对低，很少能够使得材料性能出现较大的变化，而且能够提升材料强度，中美日已经开始大量使用这种材料，这种材料在全球市场有着十分良好的应用。此外，钙锌稳定剂主要在欧洲地区应用广泛，而且各种各类型的新牌号也相继出现在市场中，截止到目前，复合配方的数量越来越多，而且一些有机稳定剂成为了人们的首选。
（二）应用领域拓展趋势
相对于发达国家，我国地下管线建设还处于成长阶段，到现在为止，PVC管道已经开始在城市地下管线中应用。所以埋地PVC管道是未来阶段PVC材料的发展方向。在PVC材料中，高耐冲击管道将出现新的突破，而在电工电力行业和中，阻燃消烟型套管的应用十分也将会出现较大的改变。值得注意的是，高纯水领域以及电子工业领域也开始将PVC管道应用，这是未来一大发展趋势。
结束语：总而言之，PVC管道发展已经经历了非常久的历史，发展至今，全球都在使用PVC管道，其良好的性能优势成为塑料管道首选材料，虽然在近年来PVC管道的发展经历了一些挫折，不过PVC管道的发展并未出现停滞，特别是各项科学技术进步推动了PVC管道技术的发展，这必然会使得PVC管道出现新的突破。
参考文献：
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[3]贾立蓉,杨鸣波.PVC管道的发展前景[J].中国塑料,2020,17(3):1-5.
[4]李永华.铅盐类稳定剂的毒性及环境影响[J].塑料助剂,2019(4):23-25.
作者简介：张宏飞（1984-08-11），男，汉族，籍贯：山西省大同市，当前职务：经理，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：塑料管道和塑料异型材的新产品研发及配方改进。
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