氯化聚氯乙烯（PVC-C）纯净水
庞伟高、周慧生
近年来，由于我国GDP每年最低以7%-8%的速度增长，人们的生活水平不断提高，对高品质产品的需求日益增长。在冷热水管的使用上，人们更希望使用到物性好、清洁、安全和安装简便的管道系统。河北宝硕管材有限公司采用美国诺誉公司制造的PVC-C原料，利用德国克劳斯·玛菲设备挤出生产的PVC-C管材具备塑料管道最大的抗张性、长期工作温度高、抑菌性、管材、管件同质、密封性强、安装简便的特点，正日益受到人们的青睐。同时在美国用诺誉公司PVC-C原料制造的PVC-C直饮水和热水管道系统具有实际运行四十年无破坏，然后重新进行检测而性能依然良好。
下面笔者就PVC-C原料情况及管道特性及应用给广大读者做一个简单介绍：
一、PVC-C的由来和发展
制造氯化聚氯乙烯Chlorinated Polyvinyl Chloride（ PVC-C）的主要原料为PVC 和氯，因此理论上我们可以说PVC-C是由PVC经过再氯化过程后形成的，其化学聚合过程见下图：
它最早是由美国诺誉化工Noveon (前BFGoodrich---古利德)公司在1958年发明，1960年代初期进行商业化生产及运用，概念上PVC-C是由PVC再经过重新聚合及氯化作用形成的，
但是PVC-C会因为不同的氯化方式、状况及氯的反应量有很大的差异性，Noveon可将其PVC-C分子链增大，使氯含量由一般UPVC的56.7%提升到68%，最高到74%，分子间的稳定性显著增强，解决了某些PVC产品的分子链不稳定性而导致的其中的RVCM（剩余氯乙烯单体）析出的问题。同时要指出的事，一般厂家的PVC-C树脂生产技术，通常使其原料中的氯含量仅止于63%左右而已。由于拥有顶尖的科研团队和最先进的PVC-C生产工艺，再结合Noveon公司专利的材料配方科技，使得目前NOVEON 诺誉公司原料中的氯含量最高已达到74%的世界最高水平。其投放市场的PVC-C树脂， 氯含量在67%以上，具备高耐温性(长期工作温度达93oC)、化学性能迟钝不活泼、材质洁净抗菌、环保卫生、机械性强度优异、最安全的抗燃性及发烟性等，今日诺誉生产的PVC-C已然成为工程塑胶材料中非常重要的一环。 从使用的角度来看，PVC-C在开发初期首先进入民生用冷热水市场，慢慢随着产品的接受性逐渐增加，不断的扩展如纯净直饮水系统、商用纯水系统、电子工业用去离子水系统、医用洗肾用纯水系统、空调用冷热水系统、温泉热水系统、太阳能热水系统等崭新的领域，在北美地区民生市场与铜管系统共领风骚，今日并已拥有30％的市场占有率。另一方面来说工业市场的脚步虽然稍微慢了一点起步，但是由于其优异的特性，在CORZAN
®PVC-C的出现后不久，立刻使得众多的传统工业及高新科技产业都要指定使用PVC-C管路系统。最迟进入的市场，也是最具独占性的市场－BlazeMaster®消防管道系统，在BFGoodrich多年与美国UL保险实验室及NFPA国家防火协会的努力下，全世界唯一的PVC-C消防喷淋管道系统终于在1986年正式迈入实用阶段，这样的创举至今尚无人能出其右，也为PVC-C优异的防火安全性树立最显著的标竿。在这我们可以很明确的认定，PVC-C是个历经市场多方验证的成熟管路系统材质，可以符合不同需求的多功能性塑胶。
二、PVC-C 管道系统的基本物理特性：
性质 | 项目 | 测试方法 | 测试条件液压卸车翻板 | 英制 | 公制 |
一般性能 | 比重 | ASTM D792 | 73℉/23℃ | 1.55g/cm3 | 1.55g/cm3 |
比容 | | 73℉/23℃ | 0.0103ft3/lb | 0.645cm3/g |
吸水率 | ASTM D570 | 73℉/23℃ | +0.03% | +0.03% |
212℉/100℃ | +0.55% | +0.55% |
洛氏硬度 | ASTM D785 | 73℉/23℃ | 119 | |
CELL等级 | ASTM D1784 | | 23447-B | |
机械性能 | 落锤冲击 | ASTM D256 | 73℉/23℃ | 1.5ft lbs/ | 80J/ |
抗张强度 | ASTM D638 | 73℉/23℃ | 8,000psi | 55N/mm2 |
抗张模量 | ASTM D638 | 智能缓存 73℉/23℃育苗营养块 | 360,000psi | 2500N/mm2 |
弹性强度 | ASTM D790 | 73℉/23℃ | 15,100psi | 104N/mm2 |
弹性模量 | ASTM D790 | 73℉/23℃ | 415,000psi | 2860N/mm2 |
抗压强度 | ASTM D695 | 73℉/23℃ | 10,100psi | 70N/mm2出水服务 |
抗压模量 | ASTM D695 | 73℉/23℃ | 玻璃倒角机 196,000psi | 1350N/mm2 |
热性能 | 热膨胀系数 | ASTM D696 | | 3.4 10-5in/in/℉ | 1.9 10-5m/m/K |
热传导系数 | ASTM C177 | | 0.95BTU in/hr/ft2/℉ | 0.137W/m/K |
热变型温度 | ASTM D648 | | 217℉ | 103℃ |
比热 | DSC | 73℉/23℃ | 0.21BTU/lb℉ | 0.90J/gK |
212℉/100℃ | 0.26BTU/lb℉ | 1.10J/gK |
耐火性能 | 耐燃等级 | UL94 | 0.062in/0.157cm | V-0,5VB,5VA | |
火焰传播速度 | ASTM E84 | | 15 | |
烟雾产生 | ASTM E84 | | 70-125 气瓶推车 | |
LOI | ASTM 2863 | | 60% | |
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介电性能 | 介电强度 | ASTM D147 | | 1250V/mil | 492,000V/cm |
介电常数 | ASTM D150 | 60Hz,30℉/-1℃ | 3.70 | 3.70 |
电力因子 | ASTM D150 | 1000Hz | 0.007% | 0.007% |
电阻率 | ASTM D257 | 73℉/23℃ | 3.4 1015ohm/cm | 3.4 1015ohm/cm |
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三、PVC-C管道系统耐温性
在常见的热水流体输送系统中，PVC-C与ABS、PP、PPR、PB 、PEX等相较，PVC-C拥有最大的实用持续操作温度93oC，其他的如UPVC, ABS无法达到80 oC常用热水要求，而PP、PPR、PB 、PEX等则在高温时压力承载能力非常有限，系统使用寿命也十分短，缺乏合理的实用性，从以下由ISO国际标准组织资料所制作的比较表可以清楚了解。
*82 oC LTHS长期环应力比较－在82 oC热水环境下，材料环应力在持续操作时的变化，直线转折点代表材料已不再合适压力承载
CPVC
PB
PEX
PE-PT
PP-R
由此我们可以证明PVC-C不仅在同样热水温度下保有最大的压力承载能力，更能提供最长的使用寿命。
此外，如何减少流体的热能损失也是相当重要的条件，PVC-C热传导系数约为镀锌钢管的1/300、铜管的1/3000, 亦是所有常用塑胶材料中的最低者。
常见塑胶材料热传导系数比较
综合以上的数据，在输送热流体时如果采用PVC-C管道系统，在应用上不仅可以拥有最大的运行压力及使用寿命，也可以有效防止管内流体热量大量损失, 减少管道辅助保温设施的需求, 大幅提升整体能源使用效率, 是最具输送经济效益的塑胶热水管道系统。
四、PVC-C管道系统卫生性
宝硕管材有限公司使用的诺誉化工PVC-C材料符合欧美各国先进卫生指标如－德国DVGW、英国WRAS、法国CSTB、荷兰KIWA、加拿大CSA、美国NSF等, 并已通过中国疾病预防控制中心 、NSF美国国家卫生基金会对饮用水设备的严格检验, 可安心使用于洁净生饮水相关系统。
