銅管與PP-R管在性能上,如:耐久性,滲透性,衛(wèi)生性,耐熱,耐壓,耐火等等方面相比,有許多優(yōu)勢(shì),這一般大家都已了解,但為什么會(huì)產(chǎn)生這些差異?
我們從分子結(jié)構(gòu)上再作進(jìn)一步簡(jiǎn)單的探討。
銅管由金屬銅制成,金屬銅在常溫下是晶體結(jié)構(gòu),金屬銅原子的價(jià)電子比較少,價(jià)電子跟原子核的聯(lián)系又比較松,所以銅原子容易失去電子,(因此在外電場(chǎng)作用下銅導(dǎo)電性很好)失去電子后的銅離子按一定規(guī)律堆積,價(jià)電子在整個(gè)晶體里自由地運(yùn)動(dòng)著,這些電子叫自由電子。銅離子跟自由電子之間存在著較強(qiáng)的作用形成金屬鍵,通過這種金屬鍵形成單質(zhì)銅晶體。
金屬鍵的鍵能很高,要破壞這種鍵能使銅晶體變?yōu)橐簯B(tài)銅要加熱到1083攝氏度才能使銅熔化。正因?yàn)殒I能很高,所以銅的強(qiáng)度就很高,抗拉強(qiáng)度達(dá)250MPa,管材的許用應(yīng)力大于50MPa,就能承受很高的工作壓力,在價(jià)質(zhì)溫度達(dá)200攝氏度時(shí)都能長(zhǎng)期安全地工作。
PP-R管屬于鏈狀線型高分子化合物,由丙烯和乙烯共聚形成無規(guī)共聚丙烯,聚丙烯是極性高分子,分子間作用力很弱,正是由于分子間在作用力很弱,PP-R管拉伸強(qiáng)度只有26MPa,131攝氏度就開始軟化,180攝氏度就開始熔化。PP-R管的強(qiáng)度對(duì)溫度具有敏感性,PP-R的強(qiáng)度隨溫度變化而變化,隨溫度升高強(qiáng)度減小。PP-R管20攝氏度時(shí)的環(huán)向應(yīng)力為16MPa,95攝氏度降至4.2MPa,銅管許用應(yīng)力50MPa是PP-R管的12倍。這也都決定PP-R管不適合在較高溫度,較高壓力下工作,一般都規(guī)定在70攝氏度以下,有的規(guī)定工作溫度小于60攝氏度,并且壓力都不能太高。
PP-R管為了承受一定的壓力,只有加厚管壁,DN25的PP-R管壁厚達(dá)3.5mm,實(shí)際內(nèi)徑只有25-(2*3)=18mm,而外徑22mm的銅管內(nèi)徑為20.2mm.當(dāng)水流速相同時(shí),銅管的水流量是PP-R管的1.26倍。
聚丙烯分子結(jié)構(gòu)中存在叔碳原子,叔碳原子的C-H鍵較弱,易受氧、熱、光作用,引起降解老化。塑料老化的本質(zhì)無非是一種化學(xué)反應(yīng),即以弱鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)為起點(diǎn),并引發(fā)一系列化學(xué)反應(yīng),結(jié)果高分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變及相對(duì)分子量下降或交聯(lián),從而材料性能變壞,雖加入一定的防老劑,但作用是有限的,只能適量地減緩老化速度,不能根本解決老化問題。正是由于存在老化問題,所以PP-R管不能在較高溫度下長(zhǎng)時(shí)間的工作,這也就影響了管道使用的耐久性。
從以上簡(jiǎn)單分析,可以看出在耐熱性,耐久性,承受壓力等方面銅管較PP-R管有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),這種優(yōu)勢(shì)是由材料本質(zhì)所決定的,是無法改變的。