Что такое полипропилен? ПВХ или полипропилен что лучше? Полиэтиленовые и полипропиленовые трубы – в чем разница

В чем отличия между полипропиленовыми, полиэтиленовыми и пластиковыми трубами? В обиходе неспециалисты обычно все трубы, из различных полимеров, называют «пластиковыми » и, как ни странно, это правильно. Однако, изготовленные из различных материалов трубы значительно различаются по свойствам и, следовательно, по области применения:

1. Пластиком или пластмассой можно назвать любой полимер природного или искусственного происхождения и если следовать этому принципу, то даже резиновый шланг - это пластиковая труба. Существует множество пластмасс, из которых изготавливают трубы - поливинилхлорид, полистирол и т.п., но в строительстве для прокладки коммуникаций наибольшее применение нашли полиэтиленовые и полипропиленовые изделия .

2. Полиэтилен от полипропилена отличается несколько более низким максимальным давлением и температурой , его обычно применяют только для прокладки водопровода и канализации, зато большей гибкостью, что позволяет уменьшить количество стыков при укладке.

3. Полипропилен более жесткий , но выдерживает более высокое давление и температуру, трубами, изготовленными из него, можно прокладывать отопление и горячую воду.

На этом различия не заканчиваются, «таки есть одна маленькая большая разница» - есть полиэтилен, который не совсем полиэтилен, также как и есть не совсем полностью полиэтиленовые трубы.

Рассказываю о них:

4. Существуют трубы из «сшитого» полиэтилена .
В процессе изготовления он подвергается специальной обработке и меняет свои свойства. Такой материал имеет почти одинаковые с полипропиленом свойства и трубы из него применяются там же, где и полипропиленовые. Но он имеет и недостаток - его нельзя сваривать , соединения делают с помощью специальных вставок и использования уплотнений или клеев.

5. Из «сшитого» полиэтилена изготавливают и металлопластиковые трубы .
По своей конструкции это «слоеный пирог», где между внешней и внутренней пластиковой оболочкой вклеен рукав из алюминиевой фольги . Такие трубы выдерживают еще более высокие давления и температуры. Кроме того, они не расширяются так сильно, как выполненные из однородного материала под воздействием перепадов температуры и давления, и идеально подходят для монтажа отопления. Но их также нельзя сварить.

С основными различиями мы разобрались, но это не значит, что любую полипропиленовую трубу можно монтировать в качестве стояка отопления - иногда бывают разновидности, которые не рассчитаны на большие нагрузки или нагрев. В любом конкретном случае нужно внимательно соотнести характеристики конкретной марки трубы и условия, в которых она будет работать . Иначе есть возможность устроить в вашем доме небольшой бассейн или даже каток в зимнее время из-за ее разрыва.

Полиэтилен и полипропилен – самые распространенные пластмассы. Их применяют во многих областях человеческой деятельности:

• производство пленок и упаковочных материалов;
• производство труб;
• изготовление термоизоляционных материалов и др.

Пожалуй, даже сложно представить ту отрасль промышленности, где бы они не использовались. Однако хотя их свойства во многом сходны, но есть и различия. Итак, чем отличается полиэтилен от полипропилена? Рассмотрим ниже.

Различия химические

В названиях обоих материалов есть слово «поли», что по-гречески означает «много». У нас большинство научных терминов являются заимствованиями из греческого или латинского языков – так уж повелось издавна. То есть «полиэтилен» – это значит «много этилена», а «полипропилен» – «много пропилена». А что же такое этилен и пропилен?

В обычных условиях оба этих химических соединения представляют собой горючие газы. Формула этилена – С 2 Н 4 , формула пропилена – С 3 Н 6 . Они занимают первую и вторую строчки класса соединений, который носит название «алкены», или «ациклические непредельные углеводороды». Их общая формула – С n Н 2 n , то есть атомов водорода (Н) в молекуле любого алкена всегда вдвое больше, чем атомов углерода (С). Значит, третий в ряду будет иметь формулу С 4 Н 8 , четвертый – С 5 Н 10 и т. д.

Полиэтилен в гранулах

С этиленом и пропиленом мы разобрались, идем дальше. В чем отличие полиэтилена от полипропилена, и как из горючих газов получается популярный упаковочный материал? При производстве полиэтилена и полипропилена применяется особый процесс. Он носит название «полимеризация». Суть его в том, что из молекул газа получают длинные цепочки, состоящие из огромного количества «кирпичиков», каждый из которых – звено С 2 Н 4 (для полиэтилена) или С 3 Н 6 (для полипропилена). Материал из подобных цепочек-полимеров имеет свойства, в корне отличающиеся от свойств исходных молекул, хотя химическая формула остается почти такой же: (С 2 Н 4) n и (С 3 Н 6) n , где n – количество звеньев в молекуле полиэтилена или полипропилена.

Сравнение эксплуатационных качеств

Данные материалы являются соседями по группе алкенов, поэтому по физическим качествам у них много общего. Но пропилен все же обладает в целом более высокими прочностными характеристиками. Например, по шкале твердости Бринелля полиэтилен имеет показатель 1,4-2,5 кгс/мм², а полипропилен – 6,0-6,5 кгс/мм². По остальным же показателям различия не столь заметны. Области применения обоих материалов также имеют много схожего.

Они используются при производстве упаковочных материалов, пластиковой посуды, труб. Вспененные полимеры востребованы как теплоизоляционный материал. Широко применяются для изготовления сополимеров (в их состав входят различные структурные звенья, например – полиэтилен и полипропилен или какой-то другой полимер). Производство диэлектриков, предметов домашнего обихода, декоративных изделий – перечислять области, где без них не обойтись, можно долго.

Одна из модификаций полиэтилена – сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности – имеет очень высокие прочностные характеристики. В связи с этим материал используется там, где необходима особая прочность. Например, при создании бронежилетов, касок, бронепанелей. По ряду параметров его характеристики выше, чем у кевлара, который также применяется для изготовления бронежилетов.

Таблица

Приведенная ниже таблица позволит наиболее полно ответить на вопрос, в чем разница между полиэтиленом и полипропиленом.

	Полиэтилен	Полипропилен
Химическая формула	(С 2 Н 4) n	(С 3 Н 6) n
Прочность (по Бринеллю)	1,4-2,5 кгс/мм²	6,0-6,5 кгс/мм²
Химические свойства	Устойчив к большинству кислот, разрушается только при воздействии азотной кислоты (насыщенности не менее 50 процентов) и некоторых других едких веществ	Заметное разрушающее воздействие оказывают: концентрированная азотная кислота, хлорсульфоновая кислота, некоторые другие едкие вещества
Температура плавления	+103-137 градусов по Цельсию (разные марки)	+130-171 градус по Цельсию (разные марки)
Область применения	Строительство, производство упаковочных материалов, пластиковой посуды, диэлектриков, броневых панелей (сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности) и многое другое	Тара, различные пленки (в том числе упаковочные), трубы, нити, волокна и многое другое

Основная часть продукции строительного рынка представлена материалами из поливинилхлорида и полипропилена. Поэтому при обустройстве коммуникаций встает весьма актуальный вопрос: « – что лучше?». Ответить на этот вопрос можно, если более детально рассмотреть товары и их технические характеристики.

Поливинилхлорид, появившийся на рынке стройсырья в конце XX века, изначально был сырьем для производства линолеума. В дальнейшем его даже пробовали применять в изготовлении посуды. Однако в связи с тем, что данный материал содержит в своем составе токсичные вещества, высвобождающиеся при сжигании, производство кухонной утвари резко прекратилось. В то же время ПВХ (PVC) стал активно применяться в .

Полистирол, изобретенный на несколько десятков лет позже поливинилхлорида, стал основным сырьем в производстве пластиковой посуды, обшивки для бытовой техники и электроизоляции. Позже ПП (PР), как и ПВХ нашел свое применение в сфере изготовления коллекторов и прочих .

Представляющие одну и ту же категорию сырья (пластик), полипропилен и ПВХ отличие все же имеют. Соответственно, изготовленные из них трубы тоже отличаются.

Главные характеристики и преимущества материалов

Стоит заметить, что по многим пунктам сильно уступает материалам из полипропилена. Чем именно коллекторы ПП отличаются от поливинилхлоридных, предлагаем ознакомиться более детально далее.

Максимально-допустимый температурный режим

График температур.

В первую очередь, изделия ил полипропилена могут похвастаться повышенной термостойкостью (до +140⁰С при минимальном значении +95⁰С). Как показывает практика, такие трубы продемонстрировали отличные эксплуатационные показатели и хорошо зарекомендовали себя в горячем водоснабжении (в том числе централизованном). Применяемые даже в критических рабочих температурах, полипропиленовые изделия с армированным каркасом не размягчаются, а значит, и не деформируются.

Ну, конечно же, функциональность. Все ценные качества коллекторов из полипропилена позволяют использовать их в более широком спектре. Практически универсальный полипропилен во многом превосходит поливинилхлоридную продукцию, а потому является более востребованным, чем ПВХ. Переработанный полиэтилен и полипропилен, отличия которых наглядно продемонстрированы выше, нашли свое применение в различных сферах жизнедеятельности, хотя изделия из поливинилхлорида все же менее востребованы.

Видео о правилах выбора полипропиленовых труб:

ВИДЫ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ. РАЗНИЦА МЕЖДУ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫМИ И ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫМИ ТРУБАМИ, ТРУБАМИ ПВХ, ПОЛИБУТЕНОВЫМИ ТРУБАМИ. МАРКИРОВКА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ.

Выбор труб для систем водоснабжения, отопления и канализации в наше время достаточно велик.
А ведь совсем недавно для этих целей использовались почти исключительно стальные и чугунные трубы. Полимерные же материалы, появились в жизни человека сравнительно недавно - в середине XX века. Все мы довольно быстро привыкли к полиэтиленовым пакетам и сумкам, пленке для парников и цветным тазикам. Несколько позже появилась одноразовая посуда, пластиковая мебель и даже чайники из пластмассы. Сегодня нам уже предлагают оконные рамы и трубы из полимеров. Но в большинстве своем, российский потребитель с сомнением верит в надежность и долговечность полимерных труб. Слишком несерьезно выглядят цветные полимерные трубы, смотанные в бухты, как лапша, по сравнению с привычными добротными толстыми и тяжелыми стальными и чугунными трубами.

Но давайте обратимся к статистике. Что же предпочитает европейский потребитель? Более 80% труб, устанавливаемых в новых или капитально ремонтируемых домах, - трубы медные и полимерные, используемые примерно в равных количествах.

Чтобы разобраться в положительных и отрицательных свойствах полимерных труб, надо начать с полимеров. В отличие от металлов и асбестоцемента полимеры - органические вещества со всеми их достоинствами и недостатками, состоящие в близком родстве с природными высокомолекулярными - древесиной, кожей и шерстью.

Полимеры имеют целый ряд достоинств:

• Они обладают универсальной химической стойкостью и не подвержены коррозии;
• Несмотря на свою легкость (их плотность в 5-8 раз ниже плотности стали), они достаточно прочные и эластичные;
• Полимеры легко перерабатываются в изделия, т.е. принимают заданную форму и хорошо окрашиваются;
• Теплопроводность полимеров значительно ниже, чем у металлов, что, в частности, снижает теплопотери при транспортировке горячих жидкостей.

Однако полимеры не лишены и существенных недостатков:

• При нагревании прочность полимеров снижается. Как и все органические вещества, они горят, а под действием ультрафиолетовых лучей стареют (делаются хрупкими и разрушаются);
• К недостаткам следует отнести и большой (в 10 раз больше, чем у стали) коэффициент температурного расширения; правда, эластичность полимеров частично компенсирует этот недостаток.

Технологи, производящие изделия из полимеров, стараются, и не без успеха, усилить их достоинства и уменьшить недостатки. Химическая промышленность во второй половине XX века освоила производство десятков полимеров, но массовое применение, в том числе и при производстве труб, нашли 5-7 главнейших из них.
Безусловными лидерами являются полиэтилен (РЕ) , полипропилен (РР) и поливинилхлорид (РУС) .
Указанные полимеры относятся к группе термопластичных. Они способны при нагревании переходить в пластично-вязкое состояние, а при охлаждении отвердевать.
Трубы из таких полимеров получают методом экструзии (выдавливания) с помощью обогреваемого шнека (пример простейшего экструдера, но только без обогрева - домашняя мясорубка). Трубы получаются с очень гладкой поверхностью (шероховатость полимерных труб примерно в 10 раз ниже, чем стальных).

Полиэтиленовые трубы

Полиэтиленовые трубы получили наибольшее распространение. Первоначально их делали из обычного полиэтилена (вспомните прозрачную полиэтиленовую пленку). Такие трубы теряли прочность при нагреве до 50-60"С и быстро старели. Их можно было использовать для подачи только холодной воды.

В 80-е гг. химики научились связывать друг с другом линейные молекулы полиэтилена - "сшивать". Такой "сшитый" полиэтилен обладает повышенной прочностью, теплостойкостью, и стойкостью к Уф-излучению. По ним допустима транспортировка воды температурой до 95"С. Получив повышенную теплостойкость, "сшитый" полиэтилен потерял способность свариваться. В маркировке изделий "сшитый" полиэтилен обозначается РЕ-Х (буква X указывает на то, что полимер "сшит"). Трубы из сшитого полиэтилена составляют более половины от общего выпуска полимерных труб.

Трубы из "сшитого" полиэтилена РЕ-Х можно использовать не только для холодного, но и горячего водоснабжения и отопления (центрального и напольного).

Полипропиленовые трубы

Полипропилен (РР) по использованию в производстве труб занимает второе место. Физико-механические и термические свойства этого полимера близки к сшитому полиэтилену, но в отличие от последнего он более жесткий. Поэтому полипропиленовые трубы выпускаются в виде мерных отрезков, что несколько менее удобно при транспортировке и требует большого количества соединительных элементов при монтаже. На крупных фирмах эта проблема решена: предлагаются разные варианты комплексных систем соединения - низкотемпературной сваркой и с помощью металлических комплектующих.

ПВХ - трубы

Поливинилхлорид (PVC) - очень широко используемый в строительстве полимер, в производстве труб идет вслед за полиэтиленом и полипропиленом. Обычно он используется в непластифицированном виде. Присутствие хлора в ПВХ вызывает настороженность экологов и ограничивает применение таких труб для водоснабжения. Положительным свойством поливинилхлорида является его пониженная горючесть и повышенная химическая стойкость по сравнению с другими полимерами. Он также менее чувствителен к УФ-излучению, поэтому основные области применения ПВХ-труб - это водосточные системы и канализация.

Полибутеновые трубы

Полибутен (РВ) - полимер, так же как полиэтилен и полипропилен, из группы полиолефинов. Биологически безвреден. Трубы из полибутена более эластичны, чем из полипропилена. Полибутен характеризуется высокими прочностными показателями, стойкостью к УФ-облучению и повышенной теплостойкостью, приближаясь в этом отношении к "сшитому" полиэтилену.

Полибутеновые трубы зарекомендовали себя в сетях горячего водоснабжения и отопления (в частности, для устройства теплых полов). При 70°С и рабочем давлении в системе 0,3 МПа гарантируется 50-летний срок службы РВ-труб. Максимальная температура эксплуатации таких труб +95°С. Как и полипропиленовые, полибутеновые трубы можно сваривать, что позволяет использовать эти трубы для внутренней разводки.

Маркировка полимерных труб

Полимерные трубы маркируют по виду полимера (РЕ , РЕ-Х , РР и т.п.), по наружному диаметру и номинальному давлению (PN).
Наружные диаметры труб (в мм) для внутренней разводки представлены следующим рядом: 10; 12; 16; 25; 32; 40; 50 и т.д.
Кроме диаметра, трубы маркируются по толщине стенки.

Номинальное давление обычно выражают в барах: 1 бар = 0,1 МПа. Под номинальным давлением подразумевают постоянное внутреннее давление воды при 20°С, которое труба может безотказно выдерживать в течение 50 лет (например, PN=10, PN=12,5 или РМ=20).
Для оценки уровня этих параметров можно вспомнить, что рабочее давление воды в водопроводной системе не более 0,6 МПа (6 бар). Максимальное давление, которое труба может выдержать короткое время, в несколько раз выше номинального. При температуре выше 20°С срок безотказной работы полимерных труб при неизменном давлении сокращается или может остаться тем же - 50 лет, но при условии меньшего рабочего давления.

Характеристика некоторых материалов, применяемых для производства и соединительных деталей полимерных труб

Показатели	Значение показателей для материала
	ПНД (ПВП)	ПНД (ПСП)	ПВД (ПНП)				ПВДФ	ПА (пласти-фицированного)
Плотность, г/куб.см
Предел текучести при растяжении, МПа
Удлинение при разрыве, %
Модуль упругости, МПа
Коэффициент линейного расширения
Расчетное допускаемое напряжение труб, МПа

В настоящее время широко используются в различных отраслях промышленности, а также в повседневной жизни. Именно поэтому во многих ситуациях необходимо предварительно подбирать полимер под определенные температурные показатели их эксплуатации.

Например, температура плавления полиэтилена составляет диапазон от 105 до 135 градусов, поэтому можно заранее выявить те сферы производства, где этот материал будет уместен к использованию.

Особенности полимеров

Каждый пластик имеет как минимум одну температуру, которая дает возможность оценить условия его непосредственной эксплуатации. Например, полиолефины, к которым относятся пластики и пластмассы, имеют невысокие значения температур плавления.

В градусах зависит от плотности, а эксплуатация данного материала допускается при параметрах от -60 до 1000 градусов.

Помимо полиэтилена, к полиолефинам относится полипропилен. Температура плавления дает возможность применять этот материал при низких температурах, хрупкость материал приобретает только при -140 градусах.

Плавление полипропилена наблюдается в диапазоне температур от 164 до 170 градусов. От -8°С данный полимер становится хрупким.

Пластик на базе темплена способен выдержать температурные параметры 180-200 градусов.

Рабочая температура эксплуатации пластиков на базе полиэтилена и полипропилена составляет диапазон от -70 до +70 градусов.

Среди пластиков, имеющих высокую температуру плавления, выделим полиамиды и фторопласты, а также ниплон. К примеру, размягчение капролона происходит при температуре 190-200 градусов, плавление данной пластической массы происходит в диапазоне 215-220°С. Невысокая температура плавления полиэтилена и полипропилена делает эти материалы востребованными в химическом производстве.

Особенности полипропилена

Данный материал является веществом, получаемым в результате реакции термопластичным полимером. Процесс осуществляется с использованием металлокомплексных катализаторов.

Условия для получения данного материала аналогичны тем, при которых можно изготавливать полиэтилен низкого давления. В зависимости от выбранного катализатора можно получать любой тип полимера, а также его смесь.

Одной из важнейших характеристик свойств этого материала является температура, при которой данный полимер начинает плавиться. При обычных условиях он является белым порошком (либо гранулами), находится в пределах до 0, 5 г/см³.

В зависимости от молекулярной структуры принято подразделять полипропилен на несколько видов:

• атактический;
• синдиотактический;
• изотактический.

У стереоизомеров существуют отличия в механических, физических, химических свойствах. К примеру, для атактического полипропилена характерна высокая текучесть, материал сходен с каучуком по внешним параметрам.

Данный материал неплохо растворяется в диэтиловом эфире. У изотактического полипропилена есть некоторые отличия по свойствам: плотности, устойчивости к химическим реагентам.

Физико-химические параметры

Температура плавления полиэтилена, полипропилена имеет высокие показатели, поэтому данные материалы в настоящее время получили широкое распространение. Полипропилен тверже, у него выше показатели стойкости к истиранию, он отлично выдерживает температурные перепады. Его размягчение начинается с 140 градусов, несмотря на то, что показатель температуры плавления составляет 140°С.

Данный полимер не подвергается коррозионному растрескиванию, отличается устойчивостью к ультрафиолетовому облучению и кислороду. При добавлении к полимеру стабилизаторов подобные свойства снижаются.

В настоящее время в промышленных отраслях применяют разнообразные виды полипропилена и полиэтилена.

Полипропилен обладает неплохой химической устойчивостью. Например, при помещении его в органические растворители, возникает лишь незначительное его набухание.

В случае повышении температуры до 100 градусов, материал может растворяться в ароматических углеводородах.

Наличие в молекуле третичных углеродных атомов объясняет стойкость полимера к повышенным температурам и влиянию прямых солнечных лучей.

При отметке 170 градусов происходит плавление материала, теряется его форма, а также основные технические характеристики. Современные отопительные системы не рассчитаны на подобные значения температур, поэтому вполне можно использовать полипропиленовые трубы.

При кратковременном изменении уровня температуры изделие способно сохранить свои характеристики. При длительной эксплуатации изделия из полипропилена при показателях температуры больше 100 градусов существенно сократится срок их максимальной эксплуатации.

Специалисты советуют покупать армированные изделия, которые в минимальной степени подвергаются деформациям при повышении температуры. Дополнительная изоляция и внутренний алюминиевый либо стекловолокнистый слой помогут защитить изделие от расширения, увеличат срок его эксплуатации.

Отличия полиэтилена от полипропилена

Температура плавления полиэтилена незначительно отличается от Оба материала в случае нагревания размягчаются, затем плавятся. Они устойчивы к механическим деформациям, являются отличными диэлектриками (не проводят электрический ток), обладают незначительным весом, не способны вступать во взаимодействие со щелочами и растворителями. Несмотря на многочисленное сходство, есть между этими материалы и некоторые отличия.

Так как температура плавления полиэтилена имеет меньшее значение, он менее стоек к воздействию ультрафиолетового излучения.

Обе пластмассы находятся в твердом агрегатном состоянии, не имеют запаха, вкуса, цвета. Полиэтилен низкого давления обладает токсичными свойствами, пропилен абсолютно безопасен для человека.

Температура плавления находится в диапазоне от 103 до 137 градусов. Материалы используют при изготовлении косметических средств, бытовой химии, декоративных вазонов, посуды.

Отличия полимеров

В качестве основных отличительных характеристик полиэтилена и полипропилена выделим их устойчивость к загрязнению, а также прочность. У этого материала отличные теплоизоляционные характеристики. Полипропилен лидирует по этим показателям, поэтому он применяется в настоящее время в больших объемах, чем вспененный полиэтилен, температура плавления которого имеет меньшее значение.

Сшитый полиэтилен

Температура плавления сшитого полиэтилена значительно выше, чем у обычного материала. Данный полимер представляет собой модифицированную структуру связей между молекулами. Основу структуры составляет этилен, полимеризированный под высоким давлением.

Именно у этого материала самые высокие технические характеристики из всех полиэтиленовых образцов. Полимер применяют для создания прочных деталей, которые способны выдерживать разные химические, механические нагрузки.

Высокая температура плавления полиэтилена в экструдере предопределяет области использования данного материала.

В сшитом полиэтилене широкоячеистая сетчатая структура молекулярных связей, образуемая при появлении в структуре поперечных цепочек, состоящих из водородных атомов, которые объединены в трехмерную сетку.

Технические параметры

Помимо высокой прочности и плотности, сшитый полиэтилен имеет оригинальные свойства:

• плавление при 200 градусах, разложение на углекислый газ и воду;
• увеличение жесткости и прочности при уменьшении величины удлинения на разрыв;
• устойчивость к агрессивным химическим веществам, биологическим разрушителям;
• «память формы».

Недостатки сшитого полиэтилена

Этот материал при воздействии ультрафиолетового облучения постепенно разрушается. Кислород, проникая в его структуру, разрушает данный материал. Для того чтобы устранить эти недостатки, изделия покрывают специальными защитными оболочками, изготовленными из иных материалов, либо наносят на них слой краски.

Получаемый материал имеет универсальные свойства: стойкость к разрушителям, прочность, высокую температуру плавления. Они позволяют использовать сшитый полиэтилен для изготовления труб горячего или холодного водоснабжения, изоляции кабеля высокого напряжения, создания современных строительных материалов.

В заключение

В настоящее время полиэтилен и полипропилен считаются одними из самых востребованных материалов. В зависимости от условий протекания процесса можно получать полимеры с заданными техническими характеристиками.

Например, создавая определенное давление, температуру, выбирая катализатор, можно контролировать процесс, направлять его в сторону получения молекул полимера.

Получение пластмасс, которые обладают определенными физическими и химическими характеристиками, позволило существенно расширить сферы их использования.

Производители изделий из этих полимеров стараются совершенствовать технологии, увеличить срок эксплуатации продукции, повышать их устойчивость к перепадам температур, воздействию прямых солнечных лучей.