Desempenho e diferenças entre tubos de plástico PVC, UPVC, CPVC, PP, PE, PB e PVDF

CPVC

A resina é feita de resina de cloreto de polivinila (PVC) modificada por cloração e é um novo tipo de plástico de engenharia. Ele vem na forma de grânulos ou pó soltos, brancos ou amarelos claros, que são inodoros, insípidos e não tóxicos. A cloração da resina de PVC aumenta a irregularidade de suas ligações moleculares e polaridade, melhorando a solubilidade e a estabilidade química da resina, melhorando assim a resistência do material ao calor e à corrosão de ácidos, álcalis, sais e oxidantes. Ele também melhora as propriedades mecânicas, incluindo a temperatura de distorção térmica (HDT), aumentando o teor de cloro de 56,7% para 63-69%, e a temperatura de amolecimento Vicat de 72-82°C (para 90-125°C). A temperatura máxima de operação pode chegar a 110°C, com uma temperatura de operação de longo prazo de 95°C. O CPVC CORZAN oferece indicadores de desempenho superiores. Portanto, o CPVC é um novo plástico de engenharia com amplas perspectivas de aplicação. UPVC

Tubos UPVC, baseados em resina de cloreto de polivinila, oferecem excelentes propriedades, como detecção precisa de temperatura, fusão temporizada e rápida absorção de aditivos ativos, ao mesmo tempo em que enfraquecem as forças entre as cadeias moleculares da resina. Além disso, eles utilizam um estabilizador de calor composto de cálcio e zinco de renome mundial, que captura, inibe e absorve a liberação de cloreto de hidrogênio durante o processo de alta temperatura e fusão da resina. Este estabilizador reage com a estrutura da poliolefina por meio de ligações duplas, substituindo átomos de cloro reativos e instáveis ​​dentro da molécula. Isso controla de forma eficaz e científica a degradação catalítica e a decomposição oxidativa da resina no estado fundido.

PP

Tubos de PP são materiais semicristalinos. Eles são mais fortes que o PE e têm um ponto de fusão mais alto. Como o PP homopolímero é muito quebradiço acima de 0°C, muitos materiais PP comerciais são copolímeros aleatórios com 1-4% de etileno ou copolímeros clamp com maior teor de etileno. Os materiais de copolímero PP têm menor temperatura de distorção térmica (100 °C), menor transparência, menor brilho e menor rigidez, mas possuem maior resistência ao impacto. A resistência do PP aumenta com o aumento do teor de etileno. O PP tem uma temperatura de amolecimento Vicat de 150°C. Devido à sua alta cristalinidade, este material apresenta excelente rigidez superficial e resistência a arranhões. Não é suscetível a rachaduras por estresse ambiental. O PP é normalmente modificado pela adição de fibras de vidro, aditivos metálicos ou borrachas termoplásticas. A taxa de fluxo (MFR) do PP varia de 1 a 40. Materiais PP com MFRs mais baixos apresentam melhor resistência ao impacto, mas menor resistência à tração. Para materiais com o mesmo MFR, os copolímeros oferecem maior resistência que os homopolímeros. Devido à cristalização, o PP apresenta uma retração relativamente alta, normalmente de 1,8-2,5%. A uniformidade direcional dessa contração é muito melhor do que a de materiais como PE-HD. Adicionar 30% de aditivos de vidro pode reduzir a retração para 0,7%. Tanto os materiais PP homopolímeros quanto os copolímeros apresentam excelente resistência à absorção de umidade, corrosão ácida e alcalina e solventes. Entretanto, eles não têm resistência a solventes aromáticos (como benzeno) e hidrocarbonetos clorados (tetracloreto de carbono). O PP também não possui a resistência à oxidação do PE em altas temperaturas. O polipropileno (PP) é um dos plásticos comuns mais leves, com excelentes propriedades elétricas, o que o torna adequado para uso como material isolante resistente à umidade, ao calor e de alta frequência. PP é um polímero cristalino. Sua grande mudança volumétrica e alta orientação molecular durante a solidificação do fundido resultam em retração significativa (1,0%-1,5%). No estado fundido, aumentar a temperatura para reduzir a viscosidade do PP é ineficaz. Portanto, durante o processo de moldagem, o aumento da pressão de injeção e da taxa de cisalhamento deve ser priorizado para melhorar a qualidade do produto acabado.

PE

Polietileno, ou PE, é o composto orgânico macromolecular mais simples e o material polimérico mais amplamente utilizado no mundo. É formado pela polimerização do etileno e é classificado por densidade em polietileno de alta densidade (PEAD), polietileno de média densidade (PEMD) e polietileno de baixa densidade (PEBD). O polietileno de baixa densidade é mais macio e geralmente é polimerizado em altas pressões. O polietileno de alta densidade, caracterizado por sua rigidez, dureza e resistência mecânica, é frequentemente polimerizado em baixas pressões. O polietileno de alta densidade pode ser usado em contêineres, tubulações e isolamento elétrico de alta frequência, como em radares e televisões. O polietileno de baixa densidade (PEAD) é frequentemente usado em grandes quantidades. O polietileno é ceroso e tem um toque suave e ceroso. Quando não tingido, o polietileno de baixa densidade é transparente, enquanto o polietileno de alta densidade é opaco. O polietileno é formado pela reação de adição e polimerização do etileno (CH₂=CH₂), resultando em uma alta cadeia polimérica composta por unidades –CH₂– repetidas. As propriedades do polietileno dependem do método de polimerização utilizado. O polietileno de alta densidade (PEAD) é produzido pela polimerização de Ziegler-Natta sob pressão moderada (15-30 atmosferas) catalisada por compostos orgânicos. As moléculas de polietileno polimerizadas nessas condições são lineares e têm cadeias muito longas, com pesos moleculares que chegam a centenas de milhares. A polimerização de radicais livres sob alta pressão (100-300 MPa), alta temperatura (190-210 °C) e catálise de peróxido produz polietileno de baixa densidade (PEBD), que tem uma estrutura ramificada.

O polietileno é insolúvel em água e tem absorção de água muito baixa. Mesmo em alguns solventes químicos, como tolueno e ácido acético, ele é apenas ligeiramente solúvel em temperaturas acima de 70°C. Entretanto, micropartículas de polietileno podem derreter ou solidificar em temperaturas entre 15°C e 40°C. Ele derrete em temperaturas mais altas, absorvendo calor; ele solidifica em temperaturas mais baixas, liberando calor. Por absorver muito pouca água, ele resiste à umidade e possui propriedades isolantes, o que o torna um excelente material de construção.

O PB (polibuteno) foi desenvolvido e aplicado no início da década de 1970. Suas propriedades materiais exigem altos requisitos técnicos e de equipamentos para a produção de perfis, resultando em investimentos significativos em ativos fixos. Os fabricantes de pequena escala geralmente não têm os recursos técnicos e financeiros para produzir esses materiais.

PVDF (fluoreto de polivinilideno)

Ele aparece como um pó ou grânulo translúcido ou branco. Suas cadeias moleculares são fortemente compactadas e possuem fortes ligações de hidrogênio. Possui índice de oxigênio de 46%, não é inflamável, tem cristalinidade de 65% a 78% e densidade de 1,17 a 1,79 g/cm³. Seu ponto de fusão é de 172°C, sua temperatura de deflexão de calor é de 112 a 145°C e sua temperatura operacional de longo prazo é de -40 a 150°C.

Resina PVDF refere-se principalmente ao homopolímero de fluoreto de vinilideno ou um copolímero de fluoreto de vinilideno com outras pequenas quantidades de monômeros vinílicos fluorados. A resina PVDF combina as características das fluororresinas e das resinas de uso geral. Além de excelente resistência química, resistência a altas temperaturas, resistência à oxidação, resistência às intempéries e resistência à radiação, ele também possui propriedades especiais, como piezoeletricidade, dieletricidade e termoeletricidade. Atualmente, é o segundo maior fluoroplástico em termos de volume de produção, com uma capacidade de produção anual global superior a 43.000 toneladas. As aplicações de PVDF estão concentradas principalmente na indústria petroquímica, eletrônica e revestimentos de fluorcarbono. Devido à sua excelente resistência química, processabilidade e resistência à fadiga e à fluência, o PVDF é um excelente material para bombas, válvulas, tubos, conexões de tubos, tanques de armazenamento e trocadores de calor usados ​​em sistemas de manuseio de fluidos ou revestimentos em equipamentos petroquímicos. Sua excelente estabilidade química e propriedades de isolamento elétrico permitem que o equipamento resultante atenda aos requisitos de TOCS e retardância de chamas, tornando-o amplamente utilizado na indústria de semicondutores para armazenamento e transporte de produtos químicos de alta pureza. Nos últimos anos, membranas porosas, géis e separadores feitos de resina PVDF encontraram aplicação em baterias secundárias de lítio, um segmento de mercado que atualmente experimenta uma das demandas de PVDF de crescimento mais rápido. PVDF é uma das principais matérias-primas para revestimentos de fluorcarbono. Os revestimentos de fluorocarbono feitos com ele atingiram sua sexta geração. Devido à sua excepcional resistência às intempéries, a resina PVDF pode ser usada ao ar livre por longos períodos de tempo sem manutenção. Este tipo de revestimento é amplamente utilizado em usinas de energia, aeroportos, rodovias, edifícios altos e outras aplicações. A resina PVDF também pode ser misturada e modificada com outras resinas. Por exemplo, resina PVDF e ABS podem ser misturadas para criar materiais compostos, amplamente utilizados na construção, decoração automotiva e carcaças de eletrodomésticos.

PVC é um tipo de material decorativo plástico. PVC, abreviação de policloreto de vinila, é feito de resina de policloreto de vinila como principal matéria-prima, com quantidades adequadas de agentes antienvelhecimento e modificadores adicionados. O material é então processado por meio de mistura, calandragem e conformação a vácuo.

O PVC é leve, isolante térmico, resistente à umidade, retardante de chamas e fácil de aplicar. Disponível em uma ampla variedade de tamanhos, cores e padrões, ele oferece um efeito altamente decorativo e pode ser usado em paredes e tetos internos. É um dos plásticos decorativos mais utilizados.

As vantagens dos reforços de PVC são as seguintes: 1. Leve, isolante térmico, à prova de umidade, retardante de chamas, resistente a ácidos e álcalis e resistente à corrosão. 2. Boa estabilidade e propriedades dielétricas, durável, antienvelhecimento, fácil de soldar e colar. 3. Alta resistência à flexão e ao impacto, além de alto alongamento quando quebrado. 4. É muito fácil de processar e moldar por meio de amassamento, mistura, trefilação, peletização, extrusão ou fundição sob pressão, e pode atender às necessidades de várias especificações de perfil. 5. Superfície lisa, cor brilhante e altamente decorativa, com uma ampla gama de aplicações decorativas. 6. Processo de construção simples e instalação relativamente conveniente. Tubos de PE são feitos de material de polietileno. Tubos de PE são adequados para instalação oculta, enquanto materiais expostos são propensos ao envelhecimento. Além das vantagens dos plásticos em geral, como peso leve, boa resistência, resistência à corrosão, ausência de incrustações e longa vida útil, os tubos PP-R também apresentam as seguintes características principais: (1) Não tóxico, higiênico e um material de construção ecológico. As matérias-primas do PP-R são poliolefinas, cujas moléculas são compostas por elementos de carbono e hidrogênio, não são tóxicas e têm excelentes propriedades higiênicas; (2) Produtos resistentes ao calor, isolantes de calor e economizadores de energia. A temperatura de amolecimento Vicat dos tubos PP-R é de 131,3℃, a temperatura máxima de operação é de 95℃ e a temperatura de operação de longo prazo (50 anos) pode chegar a 70℃. A condutividade térmica deste produto é de 0,24 W/m℃, o que representa apenas 1/200 da condutividade térmica dos tubos de aço. Possui excelentes efeitos de economia de energia e isolamento térmico quando usado em tubos de água quente; (3) Instalação fácil e confiável, usando conexão homogênea de fusão a quente, uma conexão de junta pode ser concluída em poucos segundos e inserções de metal de alta qualidade são usadas para conexão com tubos de metal e aparelhos de água, o que é seguro e confiável. Tubos de água quente e fria PP-R são usados ​​em sistemas de construção de água quente e fria, incluindo sistemas de aquecimento central;

Sistemas de aquecimento em edifícios, incluindo aquecimento de piso e revestimento e sistemas de aquecimento radiante;

Sistemas de abastecimento de água potável purificada;

Sistemas de ar condicionado central;

Sistemas de irrigação agrícola e de jardins;

Redes de tubulações de águas pluviais;

Redes de tubulações para piscinas;

Redes de tubulações de sistemas de energia solar;

Tubos PPR são geralmente usados ​​para tubos de pequeno diâmetro e podem ser instalados em locais expostos e ocultos.

Os tubos PB são feitos de um material de polímero de polibutileno e atualmente são amplamente utilizados em países desenvolvidos, como Europa e Estados Unidos, substituindo tubos de cobre como o material preferido para tubulações de abastecimento de água quente.

Os tubos PEX são feitos principalmente de PEAD, juntamente com aditivos como iniciadores, reticuladores e catalisadores. Outros modificadores podem ser adicionados para requisitos especiais. O tubo PEX é fabricado usando o processo de uma etapa mais avançado do mundo (MONSOIL). O enxerto de silano é adicionado a matérias-primas comuns de polietileno, formando ligações covalentes químicas entre macromoléculas de polímero para substituir as forças originais de van der Waals. Isso cria uma estrutura de rede reticulada tridimensional de polietileno reticulado com um grau de reticulação de 60% a 89%, dotando-o de excelentes propriedades físicas e químicas.

ABS é um terpolímero baseado em estireno-butadieno-acrilonitrila. Possui alta tenacidade ao impacto, boa resistência mecânica, resistência ao calor e resistência ao óleo. Tubos de PVC são comumente usados ​​para fiação elétrica residencial e devem ser tubos de PVC padrão resistentes ao fogo. Algumas reinstalações de esgoto também usam tubos de PVC, enquanto o PPR é comumente usado para renovação de tubulações de água e é mais adequado para tubulações de água.

A diferença essencial está nas matérias-primas. PPR é um copolímero aleatório de polipropileno e PVC é cloreto de polivinila. O PVC pode ser usado tanto para abastecimento de água quanto para drenagem, enquanto o PPR é usado principalmente para abastecimento de água (o custo de usá-lo para drenagem é muito alto). Na verdade, o PVC não é tóxico. Tubos intravenosos médicos e embalagens plásticas geralmente são feitos de PVC. A construção usa simplesmente incorporar um modificador. Além disso, o PPR pode ser derretido a quente, enquanto o PVC não.

O PPR é feito de um copolímero de polipropileno e PVC de cloreto de polivinila. Embora o PPR tenha um custo de produção mais alto, ele também oferece padrões de higiene superiores e pode lidar com temperaturas de água quente abaixo de 75 °C. Sua desvantagem é que ele é mais suscetível à deformação. O PVC, por outro lado, é amplamente utilizado para irrigação agrícola devido ao seu menor custo de produção. Sua desvantagem é que ele só pode lidar com água fria.

Tubos de PE

Resistência à temperatura

Os tubos de abastecimento de água de PE têm uma temperatura de fragilidade a baixa temperatura muito baixa e podem ser usados ​​entre -40°C e 60°C. A instalação e construção no inverno não causarão rachaduras na tubulação.

Resistência à corrosão

O polietileno é um material inerte, resistente a uma ampla gama de meios químicos e não requer proteção contra corrosão. Os produtos químicos presentes no solo não degradam os canos, prevenindo apodrecimento, ferrugem ou corrosão.

Flexibilidade

Tubos de água de PE apresentam alongamento na ruptura superior a 800%. Vibrações locais não causarão vibração em todo o tubo, tornando-o altamente resistente a abalos sísmicos. A flexibilidade do polietileno permite que ele seja enrolado, reduzindo o número de conexões e permitindo contornar obstáculos durante a instalação, reduzindo a complexidade da construção.

Resistência à pressão

Devido à alta cristalinidade do PEAD, sua resistência e dureza aumentam. Suas soldas firmes suportam a pressão interna, o que o torna amplamente utilizado em tubulações de abastecimento de água e de pressão de combustão.

Higiene

É higiênico e não tóxico, evitando o crescimento de bactérias dentro do cano e causando poluição secundária da água, eliminando completamente o problema de canos contaminando fontes de água. Capacidade de fluxo: A parede interna do tubo de abastecimento de água de PE é lisa, com um pequeno coeficiente de atrito, pequena resistência a fluidos, pequena perda de carga e sem incrustação, o que reduz a perda de pressão da tubulação e o consumo de energia da transmissão de água, e tem vantagens econômicas óbvias.

Segurança de dutos

Os tubos de água de PE utilizam conexões hot-melt e electric-melt. A resistência da junta é maior que a do próprio tubo, resistindo efetivamente às forças circunferenciais e axiais geradas pela pressão interna. Seu excelente desempenho de vedação elimina o risco de vazamentos na tubulação causados ​​por distorção da junta.