PEX труба: использование и характеристики
Полимерный этилен считается материалом, который применяется в самых разных промышленных отраслях. Изделия из него также используются и в обиходе. Простой полимерный этилен хранит собственную крепость до температуры 130 градусов. Однако часто необходимо применения этого материала и в намного жёстких условиях, при более большом режиме температур и давлении, к примеру, в системах обогрева и горячего водообеспечения.
Эта необходимость стала причиной поиску вариантов получения более крепкого материала. Найденная методика позволила получить PEX труба, который обладает большим молекулярным весом если сравнивать с простым материалом и имеет усовершенствованные характеристики. Под сшивкой знают процесс, при котором звенья молекул за счёт образования поперечных связей соединяются в трехмерную широкоячеистую сетку.
В зависимости от используемого влияния отличают сшивку химическую и физическую. В последнем варианте трубы (PEX труба используется для создания таких изделий) облучают рентгеновскими жёсткими лучами. Эта технология считается очень производительной, и за 60 секунд можно получить до восьмидесяти метров материала.
Минус способа состоит в том, что PEX труба имеет неравномерность по толщине трубы. У внутренней стороны выходит самый невысокий процент соединения молекул, а у наружной, наоборот, наиболее большой.
При эксплуатации химического способа для замещения атомов водорода в молекулах используют особое вещество силан. Исходя из этого, получают силановый PEX труба. Трубы при изготовлении проходят через специализированную ванную, наполненную веществом. Что дает возможность сделать одинаковым процесс сшивки от наружной и внутренней поверхностей вглубь стенок трубы. Эта технология даст вам возможность получить трубы с большим процентом обработки, а материал обозначают РЕХ-В.
Есть методика обработки полимерного этилена азотными радикалами, получаемый материал обозначают РЕХ-D. Однако эта технология из-за небольшой эффективности не используется.
Исполняют также сшивку пероксидами. В этом случае процесс изготовления включает смешивание пероксида и полимерного этилена, после этого в расплавленном состоянии и под влиянием большой температуры получают PEX труба группы РЕХ-А.
Трубы из материалов (группы В, С) применяют для водообеспечения и теплоснабжения, но, они имеют ряд ограничений, которые связаны с прочностными свойствами и пластичностью изделий.
Очень удачливыми считаются трубы, сделанные из полимерного этилена группы А, они обладают большой усталостной прочностью, трещиноустойчивостью, стабильностью формы, гибкостью, выносливостью к ударам.
Отопительные PEX-трубы повсеместно используются для индивидуального, промышленного и гражданского строительства. При их помощи выполняют поэтажную радиаторную разводку и формируют системы отопления пола.
PEX труба что это такое
Что такое PEX труба? Как его сшивают и для чего?
Полимерный этилен — очень популярный в быту и промышленности полимерный материал, получаемый способом полимеризации Этена. С простым полимерным этиленом имеет ассоциации много бытовых предметов. Востребовательность полимерному этилену дали его дешевизна и выдающиеся химические и физические свойства. Он не дорог в изготовлении, нетоксичен, физиологически инертен, легко отделывается, воду не пропускает, имеет высокую устойчивость к химии, почти не корродирует, обладает подходящей механической и хорошей диэлектрической прочностью и т.д. В этом нет ничего удивительного, что полимерный этилен занимает ведущую плозицию в мире по производственным объёмам среди всех органических веществ! Для добавочного улучшения физических параметров полимерного этилена и увеличения сферы его использования учёные выдумали технологию, называемую сшивкой .
Напоследок мы дошли и до самой сшивки. Сшивка полимерного этилена – это ни что иное, как способ соединения индивидуальных цепочек полимерного материала между собой. Если после полимеризации мы приобретаем некоторые нити вещества, то при помощи сшивки мы объединяем эти нити в сеть. Ясно, что каждая ткань, которая состоит из продольных и поперечных нитей намного крепче комка ваты. Благодаря этому свойства полиэтилена сшитого типа так резко отличаются от параметров обыкновенного полимерного этилена. Он становится очень прочным и тугоплавким и выдерживает более большую температуру, чем его простой, несшитый аналог.
Говоря сухим научным языком, сшивка полимерного этилена — это процесс связки звеньев его молекул в широкоячеистую трехмерную сетку, путём образования поперечных связей.
Для выполнения процесса сшивки нужно порвать некоторые второсортные межатомные связи у любой цепочки и задействовать их после для соединений цепочек между собой. Выполнить это можно по разному, но они все делятся на два варианта: физический и химический.Подчеркивают три наиболее распространённых способа сшивки: пероксидный, силановый и радиационный. Первые два — обычные химические, а 3-ий — физический способ.
Пероксидная сшивка наиболее полная, но и более дорогостоящая. При пероксидном способе степень сшивки может дойти до 90%, в то время как при силановом и радиационном облучении — не больше 70-75%. Однако для производства полиэтилена сшитого типа намного чаще применяется силановый и радиационный способы в виду их сравнительной дешевизны.
Материал Uponor РЕ-Ха получают путем сшивки полимерного этилена (РЕ) пероксидом.
Сшитый полиэтилен вспененный (ППЭ)
Строительные теплоизолирующие материалы на основе пенополиэтилена становятся очень и очень популярными в самых разных областях использования. Это объясняется — простой воздух считается одним из лучших сохраняющих тепло материалов, а пенополиэтилен — ничто иное, как вспененный при изготовлении углеводородами полимерный материал. Ячейки материала состоят из очень маленьких пор, заполненных газовой смесью. Благодаря данному факту, полиэтилен вспененный считается многофункциональным изолятором, обладает высокими характеристиками теплоизоляции и прекрасно убирает звуки.
Виды пенополиэтилена
Есть относительное зонирование данных материалов на две группы:
- несшитый пенополиэтилен (НПЭ)
- сшитый пенополиэтилен (ППЭ).
Соединяет два вида используемое при изготовлении сырье — полимерный этилен (полимер на основе синтетики этена, синтезированный из продуктов переработки нефти). Сам термин сшивание означает изменение связей структуры материала на уровне молекул.
Несшитый ПЭ происходит путем вспенивания пластмассы бутаном или подобными газами. После создания газовая смесь вытесняется через поры полимерного этилена и заменяется атмосферным воздухом. В процессе изготовления структура НПЭ не меняется на уровне молекул и благодаря этому не имеет прочной связи. Несшитый пенополиэтилен уступает по такому свойству сшитым пенополимерам. Слабая характеристика НПЭ на разрыв уменьшает сферу его предназначения.
Сшитый полиэтилен вспененный выполняется разными технологиями и делится на 2 подвида:
- химически сшитый пенополиэтилен (ХС ППЭ)
- физически сшитый пенополиэтилен (ФС ППЭ).
Производство химически сшитого ППЭ проходит в 2 этапа:
- полимерный материал перемешивается с вспенивающими веществами и отделывается реактивами на основе химии
- получившаяся в процессе начальной стадии исходная лента, нагревается. В процессе нагрева, смешивающий химический реагент образовывает добавочные связи на уровне молекул. После вспенивания сырья в печи, образуется химически сшитый полиэтилен вспененный.
Изготовление физически сшитого ПЭ более трудный процесс, который в себя включает три момента:
- в исходное сырье (полимерный этилен) добавляется вспенивающий реагент
- на данном шаге разогретую исходную ленту пропускают через электронный излучатель частиц, где она подвергается жёсткому облучению электронными или гамма-частицами
- на последнем шаге разогретое вспенивающее вещество образовывает множественную закрыто-пористую структуру ячеек.
Способы вспенивания
При изготовлении сшитого полиэтилена вспененного типа сам процесс вспенивания начального сырья происходит тремя разнообразными способами.
- Горизонтальное вспенивание — используется при изготовлении сшитых пенополимеров. Химически сшитый полимерный материал сшивается во время процесса вспенивания, а физически сшитый пенополиэтилен подается уже сшитым.
- При вертикальном вспенивание применяется только заблаговременно физически сшитый пенополиэтилен. В начале производственного процесса нагретое сырье вспенивают вертикально, после охлаждают и свертывают в рулоны.
- При блочном производстве ушедшее через экструдер сырье режется на листы и помещается в формировочные блоки. После процесса химического сшивания заготовка из блока проникает в пресс, где и происходит конечное вспенивание при высокой температуре и под большим давлением.
Сфере использования пенополиэтилена
Область использования несшитого пенополимера из-за невысоких характеристик прочности достаточно ограничена. Благодаря экологичному процессу производства, данный тип пенополимеров повсеместно применяется как материал для упаковки.
Сшитый полиэтилен вспененный обладает исключительными техническими характеристиками, что дает возможность его применять в самых разных областях.
ППЭ используется в строительстве, спорте и медицине, применяется как упаковочный и материал для изоляции. Совсем нетоксичен, даже когда горит. Благодаря хорошему шумопоглощению, используется как звукоизоляция в салонах машин, кабинах строительной и бронетехники.
Все разновидности пенополиэтилена в течении полного эксплуатационного периода хранят большие технические особенности и еще долго будут самым предпочтительным материалом для реализации широкого круга задач.
Понравился материал? Поделись!
PEX-трубы: виды, характеристики в техническом плане
Ключевой технических коммуникаций – водообеспечения, теплоснабжения, канализация, служат трубы. В качестве классического материала изготовления применятся металлы и сплавы, керамика и композиционный материал из бетона и стали. Однако при всех больших эксплуатационных качествах они отличаются и минусами – стоимостью, тяжелым весом и сложным процессом установки.
PEX-трубы
PEX труба: что это такое?
Данный материал дает возможность существенно увеличить область использования полимерного материала. Это связывают с процессом сшивки, он собой представляет хим. реакцию, и обеспечивает ликвидацию главного минуса – термопластичности. PEX труба хранит гибкость, но одновременно не плавится и не изменяет свои начальные формы при температуре выше 80 С.
Сшивка выполняется несколькими способами. Характеристики в техническом плане продукта зависят от способа получения.
- Силановый – реакция замещения при помощи реагента – силана.
- Пероксидный – в себя включает подготовительное перемешивание сырья с ингибитором и сшивку под давлением. По впечатлениям экспертов полученное изделие советуется для эксплуатации при большой температуре.
- Электронно-лучевой – под воздействием облучения происходит замещение и образование добавочных связей между атомами углерода.
Трубы полиэтиленовые: характеристики в техническом плане
Свойства изделий зависят от сфере использования. Холодная водоподача, горячей для отапливания или вывод сточных вод происходит в самых разнообразных условиях, и, исходя из этого, просит различных параметров.
- Для холодного водоподвода используются однослойные PEX-трубы. Диаметр изделия может составлять от 16 до 20 мм. Температура работы – до 95 С. Конкретно данный вид продукции заслужил так много благожелательных отзывов от клиентов. Его получают по большей части электронно-лучевым способом, что обеспечивает очень недорогую цену.
- Для обеспечения горячей воды применяются многослойные конструкции, так как устойчивость к нагреву и перепадам температуры тут должна быть выше – до +110 С. Состоят они из внутреннего слоя полиэтилена сшитого типа, полученного пероксидным способом, как, к примеру, продукция раскрученной фирмы Rehau. Еще один слой – труба из алюминия, он сообщает изделию крепость на изгибах и предохраняет от доступа кислорода. 3-ий, также из полимерного этилена, обеспечивает защиту от действия ультрафиолетового излучения и повреждений механического плана. Диаметр изделия меняется от 16 до 63 мм. На фото – образец продукции.
- Для отапливания используются многослойные конструкции с добавочным диффузионным слоем, служащим кислородным барьером. Размеры их составляют от 16 до 20 мм.
PEX труба: плюсы и минусы
Использование материала в системах водообеспечения и канализации полностью резонно благодаря его характеристикам.
- Устойчивость к коррозии – понятно, что это – основное положительное качество. Полимерный материал не поддается коррозии, не подвержен гниению, практически не изменяет свои начальные формы, на внутренней стороне изделия не откладывается осадок, столь плохо сказывающийся на эксплуатации.
- Переносимость перепадов – изделие показывает устойчивость к перепадам как давления, так и температуры.
- Процесс установки – трубы отличаются гибкостью и эластичностью, благодаря этому их значительно проще укладывать, а процесс установки не просит соединительных модулей, что уменьшает цену работ. Отзывы потребителей говорят об удобстве и продуктивности материала.
- Вес – небольшой вес существенно облегчает и установку, и хранение, и перевозку. При этом крепость изделий значительна. Компания Rehau, к примеру, выпускает трубы с высокой кольцевой жесткостью, что дает возможность делать укладывание на глубине 1 м под автодорогами.
PEX труба обладает минусами, которые не дает возможность применять его везде.
- Нестойкость к действию прямых лучей солнца – если понадобится эксплуатации в подобных условиях изделие покрывают специализированным лаком.
- Окисление – при попадании кислорода вовнутрь начинается процесс окисления. Защита от проникания кислорода увеличивает стоимость.
- Химическая инертность материала дает возможность применять его для отвода нефильтрованных вод, но исключительно до температуры менее 60 С.
Процесс установки изделий
Для полимерного этилена свойственна говоря иначе память формы: после прекращения действия температуры или механического фактора изделие идет назад в первое состояние. Это качество обеспечивает высокую непроницаемость соединений. Маленький вес и пластичность труб существенно облегчает установку, если судить по бесчисленным впечатлениям.
Укладки системы для отопления из полиэтилена сшитого типа попросит соединителей – пластиковых либо металлических, резьбовых отводов, фиксаторов и запрессовщика.
- Конец трубы становится шире – развальцовывается.
- Ставится соединитель, материал стынет и сжимается, плотно облегая компонент.
- Сверху с целью улучшения защиты ставится пресс-втулка при помощи запрессовщика.
- Изделие крепится на полу либо поверхности стены.
Все соединения являются многоразовыми. Для демонтажа достаточно прогреть место стыковки феном для строительных работ, чтобы материал размягчился, и вытянуть фитинги. Последние можно применять неоднократно.
На видео монтажный процесс труб показывается более детально.
Что такое "сшитый" полимерный этилен? Как "сшивают" полимерный этилен? Для чего сшивают полимерный этилен?
Полимерный этилен — очень популярный в быту и промышленности полимерный материал, получаемый способом полимеризации Этена. С простым полимерным этиленом имеет ассоциации много бытовых предметов. Востребовательность полимерному этилену дали его дешевизна и выдающиеся химические и физические свойства. Он не дорог в изготовлении, нетоксичен, физиологически инертен, легко отделывается, воду не пропускает, имеет высокую устойчивость к химии, почти не корродирует, обладает подходящей механической и хорошей диэлектрической прочностью и т.д. В этом нет ничего удивительного, что полимерный этилен занимает ведущую плозицию в мире по производственным объёмам среди всех органических веществ! Для добавочного улучшения физических параметров полимерного этилена и увеличения сферы его использования учённые выдумали технологию, называемую "сшивкой".
"Сшивкой" полимерного этилена называют физический процесс, который модифицирует внутреннюю молекулярную структуру материала без изменения химического состава вещества. Выполняется это для того, чтобы дать материалу новые, полезные физические свойства, разрешающие значительно увеличить сферы его использования.
Говоря сухим научным языком, сшивка полимерного этилена — это процесс связки звеньев его молекул в широкоячеистую трехмерную сетку, путём образования поперечных связей. Звучит непонятно? В действительности все просто, необходимо рассмотреть данный процесс детальнее.
Из школьного курса химии мы помним, что все вещества состоят из атомов, которые, со своей стороны, группируются в молекулы. От того, насколько прочной будет связь между атомами, прямо зависят свойства вещества. Будет ли оно твёрдым, жидким или газообразным, будет ли оно активно вступать в химические реакции или будет стабильным (инертным, химичеки неактивным), будет ли оно гореть и т.д. — все зависит от прочности и структуры химических связей между атомами вещества.
Для того, чтобы понимать физико-химические процессы, которые происходят при сшивке полимерного этилена, стоит напомнить, что такое полимерные материалы и как они появляются. Рассмотрим обычное органическое вещество: Этен (C2H4). Этен из себя представляет бесцветный горючий газ со слабым запахом. Его молекула состоит из 2-ух атомов углерода (C) и 2-ух атомов водорода (H). Углерод в молекуле этена способен образовывать 4-ре надежные химические связи, а водород всего лишь одну (химические связи между атомами принято классифицировать штрихами). Молекула Этена самодостаточна, она не имеет свободных атомов, все химические связи находятся "при деле". У этена наиболее крепкой считается связь между атомами углерода, так как она двойная, а связи углерода с водородом не достаточно прочные. Двойная связь между атомами углерода тоже имеет специфики: одна из связей менее выносливая чем иная. Запомним эту характерность, она нам немного позднее потребуется.
Чтобы порвать любую химическую связь между атомами необходимо одолеть силу межатомного притяжения. Выполнить это можно при помощи добавочной энергии, сообщённой (переданной) атомам, при чём эта энергия должна быть более, чем энергия межатомного взаимные действия. И не имеет значения, каким путём (химическим или физическим) будет выполняться действие. Главное — чтобы оно было достаточным! Нагрев — самый простой пример сообщения веществу добавочной энергии. Собственно поэтому многие химические реакции протекают исключительно при больших температурах.
В случае с этеном одного нагрева оказывается недостаточно, но есть ряд иных вариантов, разрешающих отчасти порвать двойную связь между атомами углерода, вытягивая молекулу этена в двухзвенную цепочку. Каждое звено этой цепочки называют мономером, от греческого слова "монос" — один и "мерос" — часть. Почему мы говорим о частичном разрыве? Так как практически из 2-ух связей разрывается лишь одна, менее крепкая. А далее начинает происходить любопытное: любая из этих полуразорванных молекул, обладая 2-мя свободными и готовыми для соединений химическими связями стремится их использовать. При этом мономеры начинают соединяться между собой постепенно, организуя своеобразную бесконечную цепочку, превращаясь по существу в одну полимерную молекулу, которую и называют полимерным материалом (от греческого "Поли" — много и "мерос" — часть). Именно так появляются и иные полимерные материалы (полипропилен, поливинилхлорид, политетрофторэтилен и т.д.) цепочки которых могут иметь схожее или непростое строение.
Напоследок мы дошли и до самой сшивки. Сшивка полимерного этилена — ни что иное, как способ соединения индивидуальных цепочек полимерного материала между собой. Если после полимеризации мы приобретаем вроде бы некоторые нити вещества, то при помощи сшивки мы объединяем эти нити в сеть. Ясно, что каждая ткань намного крепче индивидуальных ниток, из которых она состоит, благодаря этому PEX труба становится очень прочным и тугоплавким и выдерживает более большую температуру, чем его простой, несшитый аналог.
Для выполнения процесса сшивки нужно порвать некоторые второсортные межатомные связи у любой цепочки и задействовать их после для соединений цепочек между собой. Выполнить это можно по разному, но они все делятся на два варианта: физический и химический. Стоит сказать, что при влиянии на полимерный этилен легче всего разрываются менее надежные химические связи, каковыми являются связи между углеродом и водородом. При этом связь углерод-углерод, как очень прочная остаётся целой и сама полимерная цепочка при сшивке не повреждается.
Для получения полиэтилена сшитого типа в условиях сегодняшнего производства подчеркивают три наиболее распространённых способа сшивки: пероксидный, силановый и радиационный. Первые два — обычные химичекие, а 3-ий — физический способ. Принципиальных различий между разнообразными способами сшивки нет: просто в одном случае для разрыва связей задействуется внутренняя химическая энергия веществ, а в остальном — энергия заряженных частиц (электронов). Но в инновационном проекте разница есть.
Химическая сшивка более дорогостоящая, но и более полная. При пероксидном способе сшивается до 90% всего количества полимерного этилена, в то время как при радиационном облучении — не больше 70-75%. Однако для производства термоусаживаемых трубок радиационный способ применяется намного чаще. Самое первое для изготовления хорошей термоусадки 75%-ная сшивка — вполне достаточный показатель, а второе, кроме экономичной выгоды способ сшивки при помощи радиационного облучения обладает 2-мя важными для промышенного производства положительными качествами — большой производительностью и технологичностью!
Взгляните на рисунки. При облучении полимерного этилена потоком высокоэнергетических заряженных частиц (рентгеновское или гамма излучение), генерируемых специализированным акселератором (ускорителем), некоторые атомы водорода отщепляются от полимерных цепочек. Нескомпенсированные свободные связи атомов углерода здесь же стремятся вновь вступить в реакцию, однако уже не с водородом, а между собой, "сшиваясь", организуя между собой добавочную прочную связь. "Лишние" атомы водорода также взаимодействуют между собой, выделяясь в видемолекулярного водорода (H2).
В результате рождается крепкая трёхмерная сеть из полимерных цепочек этена. Вещество как бы переходит из аморфного состояния в кристаллическое, ведь упорядоченную сетчатую структуру полиэтилена сшитого типа можно вполне сопоставить с кристаллической решёткой многих твёрдых веществ. Вот почему данный процесс именуется поперечной сшивкой полимерного этилена, хотя порой встречается и иные термины: модифицированный полимерный этилен, радиационно-модифицированный полимерный этилен, радиационно-сшитый полимерный этилен и т.д.
После сшивки, помимо увеличения температуры полавления, материал получает ещё одно значимое свойство — "память" формы, так как из аморфного куска пластассы он преобразуется в вещество с чёткой структурой изнутри. Растягивая подогретый модифицированный полимерный этилен мы нарушаем внутреннее равновесие в его вновь образованных химических связях, вызывая упругие напряжения в его структуре. После охлаждения полимерный этилен застывает, сохраняя собственную новую форму. Но лишь только его опять нагреют, полимерный этилен стремится вернуться в первое, равновесное состояние, в котором межмолекулярные связи чувствуют себя очень удобно. Тут будет на своем месте аналогия с детскими качелями. Представьте, что Вы очень отклонили качели сторону и очень быстро заморозили их в куске льда. Лишь только лёд растает, качели вернутся в своё натуральное положение.
В большей или малой степени способ сшивки используем и ко многим иным полимерным материалам. Те же термоусаживаемые трубки делают не только из полимерного этилена, но и из ПВХ, полиэтилентерефталата, поливинилиденфторида, политетрафторэтилена, силикона и т.д. Правда некоторые полимерные материалы просят другого подхода к процессу сшивки. Не всегда есть возможность обойтись только радиационным облучением, порой используют и химическую сшивку.
PEX труба применяют не только для изготовления термоусаживаемых трубок и термоусаживаемых перчаток. Без полиэтилена сшитого типа или полипропилена нынче нельзя представить полимерные водонапорные трубы водопроводные, которые пришли на смену ржавеющим металлическим. С холодной водичкой все ясно, но вот горячую воду труба из обыкновенного полимерного этилена долго выдерживать не может — расплавится! А сшитому такая задача вполне по плечу! К слову, термоусаживаемая плёнка для вакуумной упаковки продуктов для пищи — это тоже результат сшивки полимерных материалов!
