CM與CO新型塑料電力管材
我國PVC管材經過這么多年的宣傳推廣，特別是國家有關政策的支持，PVC管材生產和應用取得了長足發展，PVC管材產量已占塑料管材總產量的50％以上，廣泛應用于工業、建筑、農業等許多行業。但是隨著廣泛應用，傳統的PVC管材也有些不少缺陷是在實際應用中展現，如受沖擊時容易出現脆裂、劣質U-PVC管老化周期短等。因此，CM和CO管材作為新型PVC管材應運而生，在實際應用中獲得越來越多的市場認可。
一、術語解釋
1.CM（M-PVC）
是改性聚氯乙烯，是PVC類管材產品的改性升級產品，抗震性能遠遠高于UPVC管材。
2.CO（O-PVC）
是PVC管材的最新進化產品，學名為雙軸取向聚氯乙烯，通過特殊的取向加工工藝制造的管材，將采用擠出工藝生產的U-PVC管材進行軸向拉伸和徑向拉伸，使管材中的PVC長鏈分子在雙軸向規整排列，獲得更高強度及韌性的新型PVC管材。
二、產品概述
2.1. CM改性聚氯乙烯管材
抗沖改性聚氯乙烯（CM）管材是在U-PVC材料的基礎上加入適當的改性劑，以共混改性的方式生產而成，可以在不降低強度或稍降低的前提下顯著地提高韌度，使材料具有優異的抗沖性、抗開裂性。
2.1.1. CM的優勢
1.優異的抗沖性能
CM管材的柔韌性得到了大幅度增強，而良好的韌性提高了管材的抗沖擊性能，從而有效抵抗運輸和安裝過程對管材的外力沖擊，提高了管材抗外力破壞能力。
以DN200mm的管材為例，在0℃下的落錘沖擊試驗，U-PVC管材和CM的沖擊高度均為2m，但CM的沖錘質量為10kg，U-PVC的沖錘質量僅為2kg。顯然CM承受的沖擊能量遠遠高于U-PVC管材，說明CM的韌性遠高于普通的U-PVC管材。
CM管材22℃、20m快速沖擊試驗更具說服力。保準要求在22℃下進行試驗，落錘質量為3-30kg（以DN200mm為例，沖擊質量達20kg），沖擊高度為20m，試驗要求所有試樣不發生脆性破壞為合格，而U-PVC管材則沒有達到這項要求。經過系統的對比測試發現：CM管材受沖擊后均為韌性破壞，在管材外壁上沖出一個小坑，管材本體并未收到損害；但在同樣的條件下做試驗，U-PVC管材受沖擊后則發生破裂。
雖然在塑料管道施工技術規程中嚴禁對管材進行拋、摔、滾、拖，但管材在實際裝卸運輸以及安裝過程中難免收到外力撞擊，CM則能有效抵抗外力沖擊保證管道安全。
2.優異的抗裂性能和耐點載荷的能力
在實際應用場景中管材難免受到意外損傷，或者因為鋪設不當產生應力集中，抗開裂性能差的管材就容易導致管道滲漏甚至破裂，直至因為裂紋延伸擴展而發生脆性破壞。此類“低應力脆斷”經常發生在U-PVC管材中，換言之即抗應力開裂性能差。
3.安裝便捷
管材以擴口方式承插承接如下圖：
2.1.2 CM管材的性能
1.物理性能
1.物理性能
|
項目 |
技術指標 |
試驗方法 |
|
維卡軟化溫度（℃） |
≥90（通訊光纜保護用） |
GB/T 1633-2000 |
|
阻燃性 |
氧指數OI≥32 |
GB/T 2406-2008 |
|
自熄時間≤30s |
JG 3050-1998 |
|
|
拉伸強度（MPa） |
≥45 |
GB/T 8804-2003 |
|
斷裂伸長率（%） |
≥120 |
GB/T 8004.2-2003 |
|
環剛度（kN/m2） |
>8 |
GB/T 9647-2003 |
|
落錘沖擊試驗（0℃） |
TIR≤5% |
GB/T 14152-2001 |
|
體積電阻率(Ω .m） |
≥1*1011 |
GB/T 1410-2006 |
|
*耐候性 |
顏色變化級≥3 |
GB/T 9344-1988 |
|
拉伸強度保持率≥80% |
||
|
連接密封性（0.005MPa水壓在20℃下保持30min） |
無泄漏 |
GB/T 6111-2003 |
2.CM與U-PVC管材2米落錘沖擊試驗性能對比
|
公稱外徑DN |
CM管材 |
U-PVC |
||
|
落錘質量（kg） |
沖擊高度（m） |
落錘質量（kg） |
沖擊高度（m） |
|
|
110 |
10 |
2 |
1.0 |
1.6 |
|
125 |
10 |
2 |
1.25 |
2.0 |
|
140 |
10 |
2 |
1.6 |
1.8 |
|
160 |
15 |
2 |
1.6 |
2.0 |
|
180 |
20 |
2 |
2.0 |
1.8 |
|
200 |
20 |
2 |
2.0 |
2.0 |
|
≥225 |
25 |
2 |
2.5 |
1.8 |
2.2. CO雙軸取向聚氯乙烯
2.2.1.生產原理及理論
1.高分子材料的拉伸取向機理
高分子材料的拉伸取向過程是材料在玻璃化溫度與熔融溫度之間（一般在軟化溫度附近）的溫度條件下，在外力的作用下，分子從無序排列向有序排列的過程。高分子的分子鏈由于實現了有序排列，材料由各向同性轉變為各向異性，即材料沿分子取向方向的強度大大增加，而垂直于拉伸方向的強度大大減小，也就是說，材料通過拉伸取向，將垂直于拉伸方向的強度疊加到沿分子取向方向的強度上。雙軸拉伸是材料通過雙向拉伸，將垂直于雙向拉伸這個拉伸面的強度疊加到拉伸面方向上的強度，由此增加了材料拉伸面方向的強度。高分子材料的拉伸取向一定要再玻璃化溫度與熔融溫度之間進行，如果低于玻璃化溫度，分子鏈處于被凍結狀態，在這個溫度條件下進行拉伸，只會造成材料受強迫拉伸而破壞。如果高于熔融溫度，分子鏈能自由運動，受拉伸的分子鏈不能實現取向作用。只有在玻璃化溫度與熔融溫度之間，最好在材料軟化點附近，才能實現和保持最有效的分子取向。
2.比率和拉伸速率
拉伸取向，通俗來講就是將卷曲的分子鏈拉直并沿拉伸的方向排列。適當增加拉伸比率，則分子取向程度加大，材料的強度也同時加大。但過分加大拉伸比率會導致材料的破壞，通俗來講就是材料的分子鏈被拉斷，材料受到了破壞。另外，如果拉伸溫度偏高，拉伸速率過低，分子鏈在拉伸的過程中會產生松弛，即分子鏈在拉伸的過程中有足夠的時間和能力恢復到原來的卷曲狀態，使取向程度降低。因此，要獲得較為理想的取向度，應當制定合理的拉伸溫度和較快的拉伸速率，并及時將拉伸后材料的溫度降低到玻璃化溫度以下。
3.U-PVC管材的雙軸拉伸
PVC屬于非結晶型的無定形塑料，由于分子中的氯具有極大的極性，因此呈剛性，玻璃化溫度較高，沒有明確的熔點。這種性能的管材，與其他結晶型的聚烯烴管材相比，較適合于進行雙軸拉伸取向。PVC管材在成型過程中很容易進行單軸拉伸取向，即軸向拉伸取向，只要增加管材牽引和擠出的速比即可實現這種取向。但這種軸向拉伸取向對管材的性能來說是毫無意義的，因為它雖然通過拉伸取向增加了管材取向的強度，但卻降低了管材徑向（即環向）的強度，這對于塑料管材，尤其是給水管材來說，是十分有害的，因為它會大大降低管材的液壓爆破強度，這也是管材的質量標準中要規定管材的縱向回縮率一定要小于或等于5%的原因。理想的拉伸取向應當是雙向的，即雙軸拉伸取向，通過雙軸拉伸取向，既增加了管材的軸向強度，同時也增加了管材的徑向強度。也就是說，通過雙軸拉伸取向，提高了管材的整體性能。在管材材料強度大大增加、管材原有液壓爆破強度基礎上，通過降低壁厚的方法節省原料，降低了產品的成本。
2.2.2.CO產品優勢
1.CO管材優異抗沖擊性能
2.超高的強度
管材壁厚僅為普通U-PVC管材的一半，但強度達到了U-PVC的4倍。
3.擁有卓越的彈性
在管材直徑方向上可以承受的變形達到管材內徑的100%。當管材收到擠壓后，管材可以迅速恢復到原形，從而使得施工過程中因砂石擠壓或機械沖撞而造成破壞風險降至最低。同時，卓越的韌性使得管材極為適合于S型管線的鋪設。
4.具有良好的耐低溫脆性
即使在-25℃的寒冷的環境下，其吸收沖擊的能力也明顯變化，從而擴大了管材的使用地區，具有更強的耐候性。
5.具備優良的抗開裂能力
管材對缺口不敏感，網狀的管壁結構可以有效阻止裂紋和劃痕的延伸，外界對管材本體造成的破壞點不會擴展，消除了管線快速開裂及慢速開裂的現象，從而極大地保證了管網的安全，并延長了產品的使用壽命。
6.具備優良的穿線能力
卓越的生產設備和工藝可使其內壁要遠比金屬管材光滑，這不僅是管材本身具備更有優越的穿線能力，也在增加了線纜容量。
7.具有便捷的連接性
管材采用柔性連接，不僅施工安裝簡單快速，而且確保管線安裝完畢后接頭不會移位。
8.具有環保節能性
管材管壁僅為傳統塑料的一半，節省了大量原材料消耗。
2.2.3.CO產品性能
1.物理性能
|
項目 |
技術指標 |
試驗方法 |
|
維卡軟化溫度（℃） |
≥90 |
GB/T 1633-2000 |
|
阻燃性 |
氧指數OI≥32 |
GB/T 2406-2008 |
|
自熄時間≤30s |
JG 3050-1998 |
|
|
縱向拉伸強度（MPa） |
≥48 |
GB/T 8804-2003 |
|
環向拉伸強度（MPa） |
≥40 |
GB/T 1040.2-2006 |
|
斷裂伸長率（%） |
≥180 |
GB/T 8004.2-2003 |
|
環剛度（kN/m2） |
≥40 |
GB/T 9647-2003 |
|
落錘沖擊試驗（0℃） |
TIR≤10% |
GB/T 14152-2001 |
|
體積電阻率(Ω .m） |
≥1*1011 |
GB/T 1410-2006 |
|
靜摩擦系數 |
≤0.35 |
YD/T 841.1-2008 |
|
復原率 |
≥90%，且試樣不破裂、不分層 |
YD/T 841.1-2016 |
|
*耐候性 |
顏色變化級≥3 |
GB/T 9344-1988 |
|
拉伸強度保持率≥80% |
||
|
連接密封性（0.005MPa水壓在20℃下保持30min） |
無泄漏 |
GB/T 6111-2003 |
2.環保參數
|
項目 |
技術指標 |
試驗方法 |
|
鉛含量（mg/L） |
≤0.005 |
GB/T 17219-1998 |
|
鉻含量（mg/L） |
≤0.0055 |
3. CO與U-PVC管材落錘沖擊試驗性能對比
|
公稱外徑DN |
CO管材 |
U-PVC |
||
|
落錘質量（kg） |
沖擊高度（m） |
落錘質量（kg） |
沖擊高度（m） |
|
|
110 |
6.3 |
2 |
1.0 |
1.6 |
|
125 |
6.3 |
2 |
1.25 |
2.0 |
|
140 |
8 |
2 |
1.6 |
1.8 |
|
160 |
8 |
2 |
1.6 |
2.0 |
|
180 |
10 |
2 |
2.0 |
1.8 |
|
200 |
10 |
2 |
2.0 |
2.0 |
|
≥225 |
12.5 |
2 |
2.5 |
1.8 |
