Rendimiento y diferencias entre las tuberías de plástico de PVC, UPVC, CPVC, PP, PE, PB y PVDF

CPVC

La resina está hecha de resina de cloruro de polivinilo (PVC) modificada por cloración y es un nuevo tipo de plástico de ingeniería. Se presenta en forma de gránulos o polvo sueltos, de color blanco o amarillo claro, que no tiene olor, ni sabor y no es tóxico. La cloración de la resina de PVC aumenta la irregularidad de sus enlaces moleculares y su polaridad, mejorando la solubilidad y la estabilidad química de la resina, mejorando así la resistencia del material al calor y a la corrosión de ácidos, álcalis, sales y oxidantes. También mejora las propiedades mecánicas, incluida la temperatura de distorsión térmica (HDT), al aumentar el contenido de cloro del 56,7% al 63-69%, y la temperatura de ablandamiento Vicat de 72-82 °C (a 90-125 °C). La temperatura máxima de funcionamiento puede alcanzar los 110 °C, con una temperatura de funcionamiento a largo plazo de 95 °C. El CPVC CORZAN ofrece indicadores de rendimiento superiores. Por lo tanto, el CPVC es un nuevo plástico de ingeniería con amplias perspectivas de aplicación. UPVC

Las tuberías de UPVC, basadas en resina de cloruro de polivinilo, ofrecen excelentes propiedades como detección precisa de temperatura, fusión cronometrada y rápida absorción de aditivos activos al tiempo que debilitan las fuerzas entre las cadenas moleculares de resina. Además, utilizan un estabilizador térmico compuesto de calcio y zinc de renombre mundial, que captura, inhibe y absorbe la liberación de cloruro de hidrógeno durante el proceso de alta temperatura y fusión de la resina. Este estabilizador reacciona con la estructura de la poliolefina a través de dobles enlaces, reemplazando átomos de cloro reactivos e inestables dentro de la molécula. Esto controla de forma eficaz y científica la degradación catalítica y la descomposición oxidativa de la resina en estado fundido.

PP

Las tuberías de PP son materiales semicristalinos. Son más fuertes que el PE y tienen un punto de fusión más alto. Debido a que el homopolímero PP es muy frágil por encima de 0 °C, muchos materiales de PP comerciales son copolímeros aleatorios con entre un 1 y un 4 % de etileno o copolímeros de abrazadera con un mayor contenido de etileno. Los materiales de copolímero PP tienen una temperatura de distorsión térmica más baja (100 °C), menor transparencia, menor brillo y menor rigidez, pero poseen una mayor resistencia al impacto. La resistencia del PP aumenta con el aumento del contenido de etileno. El PP tiene una temperatura de ablandamiento Vicat de 150 °C. Debido a su alta cristalinidad, este material exhibe una excelente rigidez superficial y resistencia al rayado. No es susceptible al agrietamiento por tensión ambiental. El PP normalmente se modifica añadiendo fibras de vidrio, aditivos metálicos o cauchos termoplásticos. El caudal (MFR) del PP varía entre 1 y 40. Los materiales de PP con MFR más bajos presentan una mejor resistencia al impacto pero una menor resistencia a la tracción. Para materiales del mismo MFR, los copolímeros ofrecen mayor resistencia que los homopolímeros. Debido a la cristalización, el PP presenta una contracción relativamente alta, típicamente del 1,8 al 2,5%. La uniformidad direccional de esta contracción es mucho mejor que la de materiales como el PE-HD. Agregar un 30% de aditivos al vidrio puede reducir la contracción al 0,7%. Tanto los materiales PP homopolímeros como los copolímeros exhiben una excelente resistencia a la absorción de humedad, a la corrosión ácida y alcalina y a los solventes. Sin embargo, carecen de resistencia a los disolventes aromáticos (como el benceno) y a los hidrocarburos clorados (tetracloruro de carbono). El PP también carece de la resistencia a la oxidación del PE a altas temperaturas. El polipropileno (PP) es uno de los plásticos comunes más livianos con excelentes propiedades eléctricas, lo que lo hace adecuado para su uso como material de aislamiento resistente a la humedad, al calor y de alta frecuencia. El PP es un polímero cristalino. Su gran cambio volumétrico y su alta orientación molecular durante la solidificación del material fundido resultan en una contracción significativa (1,0%-1,5%). En estado fundido, aumentar la temperatura para reducir la viscosidad del PP es ineficaz. Por lo tanto, durante el proceso de moldeo, se debe priorizar el aumento de la presión de inyección y la velocidad de cizallamiento para mejorar la calidad del producto terminado.

PE

El polietileno, o PE, es el compuesto orgánico macromolecular más simple y el material polimérico más utilizado en el mundo. Se forma por la polimerización del etileno y se clasifica por densidad en polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de densidad media (MDPE) y polietileno de baja densidad (LDPE). El polietileno de baja densidad es más blando y a menudo se polimeriza a altas presiones. El polietileno de alta densidad, caracterizado por su rigidez, dureza y resistencia mecánica, suele polimerizarse a bajas presiones. El polietileno de alta densidad se puede utilizar en contenedores, tuberías y aislamientos eléctricos de alta frecuencia, como en el radar y la televisión. El polietileno de baja densidad (HDPE) se utiliza a menudo en grandes cantidades. El polietileno es ceroso y tiene un tacto suave y ceroso. Cuando no está teñido, el polietileno de baja densidad es transparente, mientras que el polietileno de alta densidad es opaco. El polietileno se forma a través de la reacción de adición y polimerización de etileno (CH₂=CH₂), dando como resultado una cadena de polímero alta que consta de unidades –CH₂– repetidas. Las propiedades del polietileno dependen del método de polimerización utilizado. El polietileno de alta densidad (HDPE) se produce mediante polimerización Ziegler-Natta bajo presión moderada (15-30 atmósferas) catalizada por compuestos orgánicos. Las moléculas de polietileno polimerizadas en estas condiciones son lineales y tienen cadenas muy largas, con pesos moleculares que alcanzan cientos de miles. La polimerización por radicales libres a alta presión (100-300 MPa), alta temperatura (190-210 °C) y catálisis de peróxido produce polietileno de baja densidad (LDPE), que tiene una estructura ramificada.

El polietileno es insoluble en agua y tiene muy baja absorción de agua. Incluso en algunos disolventes químicos, como el tolueno y el ácido acético, sólo es ligeramente soluble a temperaturas superiores a 70 °C. Sin embargo, las micropartículas de polietileno pueden fundirse o solidificarse a temperaturas entre 15°C y 40°C. Se funde a temperaturas más altas, absorbiendo calor; se solidifica a temperaturas más bajas, liberando calor. Debido a que absorbe muy poca agua, resiste la humedad y tiene propiedades aislantes, lo que lo convierte en un excelente material de construcción.

El PB (polibuteno) se desarrolló y aplicó a principios de la década de 1970. Sus propiedades materiales imponen elevados requisitos técnicos y de equipamiento para la producción de perfiles, lo que supone una importante inversión en activos fijos. Los pequeños fabricantes generalmente carecen de los recursos técnicos y financieros para producir estos materiales.

PVDF (fluoruro de polivinilideno)

Aparece como un polvo o gránulo translúcido o blanco. Sus cadenas moleculares están muy compactas y tienen fuertes enlaces de hidrógeno. Tiene un índice de oxígeno del 46%, no es inflamable, tiene una cristalinidad del 65% al ​​78% y una densidad de 1,17 a 1,79 g/cm³. Su punto de fusión es de 172 °C, su temperatura de deflexión térmica es de 112 a 145 °C y su temperatura de funcionamiento a largo plazo es de -40 a 150 °C.

La resina PVDF se refiere principalmente al homopolímero de fluoruro de vinilideno o un copolímero de fluoruro de vinilideno con otras pequeñas cantidades de monómeros de vinilo fluorados. La resina PVDF combina las características de las fluororresinas y de las resinas de uso general. Además de una excelente resistencia química, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidación, resistencia a la intemperie y resistencia a la radiación, también posee propiedades especiales como piezoelectricidad, dielectricidad y termoelectricidad. Actualmente es el segundo fluoroplástico más grande en términos de volumen de producción, con una capacidad de producción anual global que supera las 43.000 toneladas. Las aplicaciones de PVDF se concentran principalmente en la industria petroquímica, la electrónica y los recubrimientos de fluorocarbono. Debido a su excelente resistencia química, procesabilidad y resistencia a la fatiga y a la fluencia, el PVDF es un material excelente para bombas, válvulas, tuberías, accesorios de tuberías, tanques de almacenamiento e intercambiadores de calor utilizados en sistemas de manejo de fluidos o revestimientos en equipos petroquímicos. Su excelente estabilidad química y propiedades de aislamiento eléctrico permiten que el equipo resultante cumpla con los requisitos de TOCS y retardancia de llama, lo que lo hace ampliamente utilizado en la industria de semiconductores para el almacenamiento y transporte de productos químicos de alta pureza. En los últimos años, las membranas porosas, los geles y los separadores fabricados con resina PVDF han encontrado aplicación en baterías secundarias de litio, un segmento del mercado que actualmente experimenta una de las demandas de PVDF de más rápido crecimiento. El PVDF es una de las principales materias primas para los recubrimientos de fluorocarbono. Los recubrimientos de fluorocarbono fabricados con él han llegado a su sexta generación. Debido a su excepcional resistencia a la intemperie, la resina PVDF se puede utilizar en exteriores durante largos períodos de tiempo sin necesidad de mantenimiento. Este tipo de recubrimiento se utiliza ampliamente en centrales eléctricas, aeropuertos, carreteras, edificios de gran altura y otras aplicaciones. La resina PVDF también se puede mezclar y modificar con otras resinas. Por ejemplo, el PVDF y la resina ABS se pueden mezclar para crear materiales compuestos, que se utilizan ampliamente en la construcción, la decoración de automóviles y las carcasas de electrodomésticos.

El PVC es un tipo de material plástico decorativo. El PVC, abreviatura de cloruro de polivinilo, se fabrica a partir de resina de cloruro de polivinilo como materia prima principal, con cantidades adecuadas de agentes antienvejecimiento y modificadores añadidos. Luego, el material se procesa mediante mezcla, calandrado y conformado al vacío.

El PVC es ligero, aislante térmico, aislante térmico, resistente a la humedad, ignífugo y fácil de aplicar. Disponible en una amplia variedad de tamaños, colores y patrones, ofrece un efecto altamente decorativo y se puede utilizar para paredes y techos interiores. Es uno de los plásticos decorativos más utilizados.

Las ventajas de los refuerzos de PVC son las siguientes: 1. Ligero, aislante térmico, aislante del calor, a prueba de humedad, ignífugo, resistente a ácidos y álcalis y resistente a la corrosión. 2. Buena estabilidad y propiedades dieléctricas, duradero, antienvejecimiento, fácil de soldar y unir. 3. Fuerte resistencia a la flexión y tenacidad al impacto, y alto alargamiento en caso de rotura. 4. Es muy fácil de procesar y dar forma mediante amasado, mezcla, trefilado, peletizado, extrusión o fundición a presión, y puede satisfacer las necesidades de varias especificaciones de perfil. 5. Superficie lisa, color brillante y altamente decorativo, con una amplia gama de aplicaciones decorativas. 6. Proceso de construcción simple e instalación relativamente conveniente. Las tuberías de PE están hechas de material de polietileno. Las tuberías de PE son adecuadas para instalaciones ocultas, mientras que los materiales expuestos son propensos al envejecimiento. Además de las ventajas de los plásticos generales, como peso ligero, buena resistencia, resistencia a la corrosión, ausencia de incrustaciones y larga vida útil, las tuberías PP-R también tienen las siguientes características principales: (1) No tóxico, higiénico y un material de construcción ecológico. Las materias primas de PP-R son poliolefinas, cuyas moléculas están compuestas de elementos de carbono e hidrógeno, no son tóxicas y tienen excelentes propiedades higiénicas; (2) Productos resistentes al calor, aislantes del calor y que ahorran energía. La temperatura de ablandamiento Vicat de las tuberías PP-R es de 131,3 ℃, la temperatura máxima de funcionamiento es de 95 ℃ y la temperatura de funcionamiento a largo plazo (50 años) puede alcanzar hasta 70 ℃. La conductividad térmica de este producto es de 0,24 W/m℃, que es solo 1/200 de la conductividad térmica de las tuberías de acero. Tiene excelentes efectos de ahorro de energía y aislamiento térmico cuando se usa para tuberías de agua caliente; (3) Instalación fácil y confiable, utilizando una conexión homogénea de fusión en caliente, se puede completar una conexión de unión en unos segundos y se utilizan inserciones de metal de alta calidad para la conexión con tuberías de metal y aparatos de agua, lo cual es seguro y confiable. Las tuberías de agua fría y caliente de PP-R se utilizan en la construcción de sistemas de agua fría y caliente, incluidos los sistemas de calefacción central;

Sistemas de calefacción dentro de edificios, incluidos calefacción por suelo radiante y revestimientos;

Sistemas de suministro de agua potable purificada;

Sistemas de aire acondicionado central;

Sistemas de riego agrícola y de jardinería;

Redes de tuberías de aguas pluviales;

Redes de tuberías de piscinas;

Redes de tuberías de sistemas de energía solar;

Las tuberías PPR se utilizan generalmente para tuberías de diámetro pequeño y se pueden instalar tanto en ubicaciones expuestas como ocultas.

Las tuberías de PB están hechas de un material de polímero de polibutileno y actualmente se utilizan ampliamente en países desarrollados como Europa y Estados Unidos, reemplazando a las tuberías de cobre como material preferido para las tuberías de suministro de agua caliente.

Las tuberías PEX están hechas principalmente de HDPE, junto con aditivos como iniciadores, reticulantes y catalizadores. Se pueden agregar otros modificadores para requisitos especiales. La tubería PEX se fabrica utilizando el proceso de un solo paso más avanzado del mundo (MONSOIL). El injerto de silano se añade a las materias primas de polietileno ordinarias, formando enlaces químicos covalentes entre macromoléculas de polímero para reemplazar las fuerzas de van der Waals originales. Esto crea una estructura de red reticulada tridimensional de polietileno reticulado con un grado de reticulación del 60% al 89%, lo que le otorga excelentes propiedades físicas y químicas.

El ABS es un terpolímero basado en estireno-butadieno-acrilonitrilo. Tiene alta tenacidad al impacto, buena resistencia mecánica, resistencia al calor y resistencia al aceite. Las tuberías de PVC se utilizan comúnmente para el cableado eléctrico doméstico y deben ser tuberías de PVC resistentes al fuego estándar. Algunas reinstalaciones de alcantarillado también utilizan tuberías de PVC, mientras que el PPR se usa comúnmente para la renovación de tuberías de agua y es más adecuado para las tuberías de agua.

La diferencia esencial radica en las materias primas. PPR es un copolímero aleatorio de polipropileno y PVC es cloruro de polivinilo. El PVC se puede utilizar tanto para el suministro de agua como para el drenaje, mientras que el PPR se utiliza principalmente para el suministro de agua (el coste de usarlo para drenaje es demasiado alto). En realidad, el PVC no es tóxico. Los tubos intravenosos médicos y los envases de plástico suelen estar hechos de PVC. Los usos de la construcción simplemente incorporan un modificador. Además, el PPR se puede fundir en caliente, mientras que el PVC no.

El PPR está hecho de un copolímero de polipropileno y PVC a partir de cloruro de polivinilo. Si bien el PPR tiene un costo de producción más alto, también ofrece estándares de higiene superiores y puede soportar temperaturas de agua caliente inferiores a 75 °C. Su desventaja es que es más susceptible a la deformación. El PVC, por otro lado, se utiliza ampliamente para el riego agrícola debido a su menor costo de producción. Su desventaja es que sólo soporta agua fría.

Tubos de PE

Resistencia a la temperatura

Las tuberías de suministro de agua de PE tienen una temperatura de fragilidad muy baja y se pueden utilizar entre -40 °C y 60 °C. La instalación y construcción en invierno no provocarán grietas en las tuberías.

Resistencia a la corrosión

El polietileno es un material inerte, resistente a una amplia gama de medios químicos y no requiere protección contra la corrosión. Los productos químicos en el suelo no degradarán las tuberías, evitando la pudrición, el óxido o la corrosión.

Flexibilidad

La tubería de agua de PE tiene un alargamiento de rotura superior al 800%. Las vibraciones locales no provocarán vibraciones en toda la tubería, lo que la hace altamente resistente a los sismos. La flexibilidad del polietileno permite enrollarlo, reduciendo el número de accesorios de conexión y permitiendo sortear obstáculos durante la instalación, reduciendo la complejidad de la construcción.

Resistencia a la presión

Debido a la alta cristalinidad del HDPE, su resistencia y dureza aumentan. Sus soldaduras herméticas soportan la presión interna, lo que lo hace ampliamente utilizado en tuberías de presión de combustión y suministro de agua.

Higiene

Es higiénico y no tóxico, evitando el crecimiento bacteriano dentro de la tubería y causando contaminación secundaria del agua, eliminando así por completo el problema de las tuberías que contaminan las fuentes de agua. Capacidad de flujo: La pared interior de la tubería de suministro de agua de PE es lisa, con un pequeño coeficiente de fricción, pequeña resistencia al fluido, pequeña pérdida de carga y sin incrustaciones, lo que reduce la pérdida de presión de la tubería y el consumo de energía de la transmisión de agua, y tiene obvias ventajas económicas.

Seguridad de tuberías

Las tuberías de agua de PE utilizan conexiones termofusibles y electrofusibles. La resistencia de la unión es superior a la de la propia tubería, resistiendo eficazmente las fuerzas circunferenciales y axiales generadas por la presión interna. Su excelente rendimiento de sellado elimina el riesgo de fugas en las tuberías causadas por la distorsión de la unión.