Полимерный алфавит - A, B, C и PERT

    В статье "Маркировкапластиковых труб. Трубы на основе полиэтилена" я рассказал о том что пишут производители на своих изделиях. И поверхностно коснулся темы о материалах. Сегодня мы углубимся в эту тему.

Рис.1 Трубы из сшитого полиэтилена

Итак, основные виды материалов, которые используются для производства пластиковых и металлопластиковых труб такие:

- полиэтилен PE;

- полиэтилен высокой плотности PE-HD;

- сшитый полиэтилен PEX-а;

- сшитый полиэтилен PEX-b;

- сшитый полиэтилен PEX-c;

- термостойкий полиэтилен PE-RT.

Первые два вида не обладают качествами термостойкости. Полиэтилен имеет разветвленную молекулярную структуру. И под действием температуры, его кристаллическая решетка будет разрушаться. Поэтому трубы, изготовленные из таких материалов нельзя применять в системах с температурой рабочей среды выше чем 70°С. 

Рис.2 Молекулярная структура полиэтилена РЕ

Для того чтобы трубы могли устанавливаться в высокотемпературные системы отопления, необходимо использовать более термостойкие материалы. Таких видов два – сшитый полиэтилен и термостойкий полиэтилен PERT.

Сшитый полиэтилен

Под «сшивкой» полиэтилена подразумевается создание молекулярных связей между макромолекулами полиэтилена. Для производства труб применяются три метода сшивки:

- пероксидный (РЕ-Ха);
- силановый (PE-Xb);
- радиационный (PE-Xc).

Основной показатель качества (помимо непосредственного процесса изготовления) – степень сшивки. Она показывает количество связанных макромолекул между собой. В процентном соотношении к общему объёму материала. Например, если у материала степень сшивки 65%. В химический процесс вступило 100% полиэтилена, и из них 65 «сшилось», остальные – нет.

Для разных методов этот параметр разный:
- PE-Xa – 70-75%;
- PE-Xb – 60-65%
- PE-Xc – 55-60%

Теперь коснемся немного методов изготовления.

Сшитый полиэтилен PE-Xa получают путем добавления к исходному материалу PE пероксидов. С помощью свободных радикалов, пероксиды отщепляют от макромолекул полиэтилена атомы водорода Н. После чего, между ними образовывается связь через атомы углерода С.
    Этот метод изобрел Томас Энгель. Иногда этот вид еще и называют по его фамилии - метод Энгеля.

Рис.3 Процес сшивки по методу Энгеля. В квадрате справа - структура сшитого полиэтилена РЕ-Ха

Трубы из сшитого полиэтилена имеют самую большую степень сшивки. Они получаются более эластичные и мягкие. Сшивка полиэтилена происходит равномерно по всей трубе.

Но существует единственный недостаток – скорость производства. Например, за одну единицу времени, трубы PE-RT произведется в два раза больше нежели PE-Xa. Соответственно это сказывается на себестоимости изделия и его цене.

     Силановый метод PE-Xb немного проще. К полиэтилену здесь добавляются силаниды на кремниевой основе. 

Рис.4 Процесс сшивки по методу b

Производителей, предоставляющих данный продукт на просторах СНГ намного больше чем PE-Xa. Причин здесь несколько.

Первым и долгое время единственным методом производства трубы из сшитого полиэтилена был метод Энгеля. В связи с тем, что сам процесс достаточно сложен и нуждается в специальных экструдерах, производителей таких труб было немного – Rehau, Golan и т.д.

Поэтому силановый метод получения трубы появился как противовес пероксидному. Здесь применяются обычные экструдеры, сам процесс проще, и труба получается дешевле. Хоть и ненамного.

Но если при методе РЕ-Ха, труба с линии выходит уже готовая, то в этом методе нет. Степень сшивки трубы после экструзии составляет 15-20%. Иногда бывает и меньше. Для того, чтобы труба «досшилась», ее необходимо поместить в специальную камеру. Где она подвергается действию температуры и давления продолжительный период времени. Стоимость такой камеры – не маленькая. И многие заводы не «видят смысл» в ней. Аргументируя это тем, что труба «достигнет» нужной степени сшивки уже после установки в систему отопления.

Однако стоит помнить, что эту «досшивку» нужно делать не позже 2-3 месяцев после производства трубы. А вот теперь считаем. На нашем рынке очень много труб китайского происхождения. Путь от Китая в Украину на склады импортеров составляет от 30 до 50 дней. После этого, она перемещается на склады дистрибьюторов. После в торговые точки. Это еще 10-30дней. Потом идет продажа клиенту или монтажнику. Здесь уже как повезет. И еще учтем, время монтажа и время запуска систем отопления. Получается 4-6 месяцев. Это в лучшем случае.

Также есть вопросы по экологичности. Так как силаниды являются токсичным материалом. И применение таких труб в системах питьевой воды остается под вопросом.

В связи с этим Немецкий институт качества DIN не рекомендует применение труб PE-Xb.

Я считаю, что такую трубу можно покупать только лишь у проверенный производителей со стран Европы. Ну и естественно с надписью «made in …».

     Труба РЕ-Хс производится с помощью физического метода. Соединение макромолекул осуществляется с помощью облучения трубы электронами. Такой процесс не нуждается в добавлении никаких катализаторов (силанидов или пероксидов). 

Рис.5 Физический метод сшивки полиэтилена

Такая труба также имеет хорошую эластичность. Но может иметь неравномерность сшивки по длине. Так многое зависит от правильности положения электрода и настройки самой линии.

Степень сшивки по методу С является наименьшей.

Термостойкий полиэтилен PE-RT

Этот вид полиэтилена не требует сшивки. Он обладает высокой стойкостью к температуре за счет своей разветвленной молекулярной структуре. Где пространственные боковые ответвления октеновой группы создают надежные переплетения.

Рис.6 Молекулярная структура термостойкого полиэтилена PE-RT

Процесс производства таких труб отличается своей простотой и скоростью. И цена таких труб ниже.

Также PERT является термопластом, как полипропилен. Поэтому на рынке появилась система PERT труб и фитингов, которые соединяются по типу полипропиленовых с помощью сварочных аппаратов.

Также они имеют большую стойкость к действию ультрафиолета чем PEX.

Благодаря этим и другим преимуществам этот материал все чаще применяют европейские производители. Для изготовления как однородных, так и металлопластиковых труб.

По статистике на 2007г, термостойкий полиэтилен PE-RT применялся в 58% процентах случаях для изготовления металлопластиковых труб в Европе. РЕ-Хс только 14%.

Надеюсь, что информация для Вас была доступна и полезна.

Ответьте в комментариях, какими трубами пользуетесь Вы?