聚乙烯（PE）管材发展前景分析

田 萍，郭中丽

（太原市塑料研究所，山西 太原 030024）

1 引言

塑料管材以其耐腐蚀、耐老化、环保安全而越来越受到人们的青睐,新型塑料管材不仅能大量替代钢材、木材、水泥等传统建筑,而且还具有节能、节材、保护生态、改善居住环境等特点。特别是近几年来,国际上塑料管的一个明显的发展趋势是给排水及输气聚乙烯管发展速度很快。自1998年慕尼黑国际煤联LGU配合委员会会议一致推荐用PE埋地、燃气管道作为配输管以来，经世界各国塑料行业研究开发，PE管道已发展成多品种、多应用领域管材，广泛应用于建筑给排水、城镇给排水、供热采暖、化工医药等领域。据统计资料表明，PE管道每年以15%速度上升，并且逐渐占据主导地位。

2 聚乙烯原材料基本性能和用途

聚乙烯（PE）是由乙烯单体聚合而成的。以聚乙烯树脂为基材，添加少量抗氧化剂、爽滑剂等塑料助剂后造粒制成的塑料称为聚乙烯塑料。用作生产电缆护套和管材的低密度聚乙烯（LDPE），熔体流动速率为0.3～0.7 g/10 min，密度为0.921～0.922 g/cm3；用做生产水管的LDPE，熔体流动速率为0.6～0.8 g/10 min，密度为0.920 g/cm3。高密度聚乙烯（HDPE）挤出管材专用树脂一般为丁烯或乙烯共聚物，共聚单体的加入使材料的耐环境应力开裂性能得到改进。作为供水管、输送化学液体的管材原料，HDPE树脂熔体流动速率为0.11～0.14 g/10 min，密度为0.952～0.955 g/cm3，耐环境应力开裂C10为400 h；土建工程大型管道和下水道管材用HDPE树脂，熔体流动速率为0.03～0.04 g/10 min，密度为0.961 g/cm3，耐环境应力开裂F50为1 000 h；水管、燃气管、波纹管、淤泥输送管用树脂，熔体流动速率为11～14 g/10 min（标准负荷为211.68 N），密度为0.939～0.945 g/cm3，耐环境应力开裂F50为1 000 h。

为了提高使用寿命，聚乙烯中加入抗氧化剂、紫外线吸收剂、光屏蔽剂（炭黑）十分有效。加入填料可降低管材成本，并相应改善加工性能。

3 几种主要的聚乙烯（PE）管种类

（1）给水用聚乙烯（PE）管材：适用于温度不超过40℃，一般用途的压力输水，以及饮用水的输送。

（2）燃气用埋地聚乙烯（PE）管材：是用来输送煤气、液化气和天然气的塑料管。具有优良的耐低温性、耐化学腐蚀性且电绝缘性能好。

（3）埋地用聚乙烯（PE）双壁波纹管：适用于长期温度不超过45℃的埋地排水和通讯套管用聚乙烯双壁波纹管，亦可用于工业排水、排污等。

（4）喷灌用低密度聚乙烯管材：主要用于喷灌、排灌及其他水利、水电等。

（5）冷热水用交联聚乙烯（PE-X）：主要用于工业及民用冷热水、饮用水和采暖系统，交联聚乙烯是聚乙烯改性的一种方法，工业上常用的交联聚乙烯有辐射交联聚乙烯、过氧化物交联聚乙烯和硅烷交联聚乙烯，聚乙烯通过交联可使其大分子链之间发生部分交联反应而改变其物理力学性能。特别是过氧化物交联聚乙烯管材具有优良的卫生和综合性能，因其舒适、节能、环保等独特优势成为新一代的绿色管材，目前广泛用于热水辐射供暖，与传统采暖方式相比，该取暖具有20%~30%的节能效果。

（6）埋地用聚乙烯（PE）缠绕结构壁管材：主要用于长期温度在45℃以下的埋地排水、埋地农田排水等工程。

（7）冷热水用耐热（PE-RT）管材：用于冷热水管道系统，包括工业及民用冷热水、饮用水和热水采暖系统等。

（8）埋地排水用钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管:主要用于雨水、污水、废水排放系统。

4 聚乙烯（PE）管材的优点

（1）管材用PE材料取得重大发展。随着研发力度的不断加大,新一代高强度管材专用PE料不断涌现，不只使用PE63等级PE材料，并且出现了PE80级、PE100级产品，材料升级换代使PE管各种应力显著提高。

（2）PE管柔韧且可熔接。具有独特的柔韧性，物理力学性能较好，铺设时移动、弯曲和穿插很容易,有着新颖用途；直径小的PE管可用长盘管方式供货。运输、安装十分方便，较大直径PE管一般可在地面上连接好后再铺入管沟，施工铺设方便，某些场合下可不挖管沟，而用顶管技术铺设PE管；可用长管沉入法在江、湖、河、海水底铺设PE管，也可在沙漠上不挖沟铺设PE输水管；可用PE管做内补管修复旧排水管。

（3）低温韧性比PVC管好。在华北及西北地区，冬季气温一般在0～30℃。PVC管会变硬变脆，但PE管即使温度低至－30℃，PE管依然保持良好的柔韧性，不会变脆。

（4）PE管对人体及环境均没有损害。传统的管网主要以钢管、铸铁管、水泥管及黏土管为主，普遍存在耗能高、易产生环境污染等特点。缺点：①使用寿命短，一般为5～10年；②耐化学抗腐蚀性能差；③水利学性能不好；④施工成本高，周期长；⑤管道整体性差，易泄漏。而PE管具有：①内壁光滑、阻力小、水流通量大，也就是水利学性能好；②密封性好；③寿命50～100年，耐化学腐蚀性强，密封性好；④管质轻、长度大、接头少、连接方便、施工快捷且费用少。

5 PE管材前景广阔

聚乙烯（PE）管材品种较多，产品档次与国际先进水平差距越来越小，我国高度重视建设节约型社会问题，塑料管具有节能、节水、节地、节材“四节”特点，应用市场有越来越大的空间。

随着我国住宅产业的快速发展，城市供水管网改造的步伐加快，排水和污水处理等塑料管道的应用保持着良好的增长速度，为建筑塑料管道提供了广阔市场。其中，农用管道是塑料管应用最为成功的大市场，我国农村尚有3.2亿人处于饮用水不安全状态，国家规划到2015年要基本解决农村饮用水安全问题，这是应用前景十分广阔的领域。

6 存在的问题与建议

（1）原材料品种少，质量不稳定，研发力度不够。

（2）劣质产品冲击市场严重。

加大对管材料加工性能的研究，规范化管理市场，严格执行质量管理制度，在国家相关政策引导下进一步开拓新领域，使我国的管材行业健康快速发展。

7 结束语

综上所述，聚乙烯（PE）管材的特性决定了管材应用优势明显，在国家相关政策领导下，其引领着建筑市场的新时尚，市场发展前景广阔。