Корзина
Группа компаний "Теплый дом"
+7(499)391-89-65
+74993918965
+79268916402

Классификация полипропиленовых труб

Классификация полипропиленовых труб

ПОЛИПРОПИЛЕН И ЕГО РАЗНОВИДНОСТИ

Полипропилен представляет собой полимеризированный пропилен, то есть высокомолекулярное вещество, молекулы которого имеют сложную химическую структуру и состоят из простых молекул низкомолекулярного вещества — мономера. Для образования полипропилена необходимо присутствие веществ-катализаторов, в качестве которых могут выступать соединения, имеющие в своём составе различные металлы. Как правило, это такие вещества, как хлорид титана (IV) — TiCl4, либо соединения алюминия, описываемые формулой AlR3, где под R может выступать какой-либо углеводород, в молекуле которого имеется от 1 до 10 атомов углерода.

В зависимости от того, каким образом боковые метильные группы (CH3) располагаются относительно макромолекулы полимера (основной цепи), различают несколько типов полипропилена: атактический, изотактический и синдиотактический (тактичность как раз и означает способ расположения этих групп). И подобный экскурс в область химии, надо сказать, совсем не случаен, поскольку от характера расположения метильных групп относительно макромолекулы фактически зависят и основные физические свойства материала.

  • Атактический полипропилен. Это наименее прочная разновидность полипропилена, в которой метильные группы расположены по обеим сторонам основной цепи полимера (макромолекулы) совершенно хаотично. Такая химическая структура визуально выглядит как пластичный каучукоподобный материал. Разумеется, подобный материал нельзя использовать для производства труб, поэтому на данный момент атактические разновидности полипропилена нашли своё применение в строительной сфере — главным образом в качестве разнообразных модификаторов битума, придающих последнему требуемые свойства.
  • Синдиотактический полипропилен. В данных веществах метильные группы также располагаются с обеих сторон от основной цепи, однако расположение это не хаотичное, а строго упорядоченное. Иными словами мы наблюдаем чередование метильных групп с разных сторон в определённой последовательности. Синдиотактические разновидности полипропилена более прочны и устойчивы, нежели атактические, однако они прозрачны и по прочности значительно уступают изотактическим разновидностям. И далее будет понятно, почему это так.
  • Изотактический полипропилен. Многим из названия этого типа уже понятно, что метильные группы в таком соединении расположены только с одной стороны основной цепи, благодаря чему достигается высокая плотность и прочность материала. Именно изотактический полипропилен и его сополимеры подходит для изготовления труб и трубопроводной арматуры, предназначенных для систем отопления, а также горячего и холодного водоснабжения.

Гомополимеры, блок-сополимеры и рандом-сополимеры

Теперь поговорим о разновидностях изотактических полипропиленов в зависимости от строения самой макромолекулы. Собственно говоря, здесь мы и подходим к интересующим нас типам (PPH, PPB, PPR), которые (а точнее — трубы из которых) довольно-таки ощутимо различаются между собой по физическим и химическим свойствам — а значит, и по сферам эксплуатации. Обычно максимум, что указывается в статьях о полипропиленовой продукции данного типа — это то, что PPH трубы производятся из гомополимера полипропилена (здесь и далее — изотактического), трубы PPB – из блок-сополимера полипропилена, а PPR трубы — из рандом-сополимера (называемого также статистическим или даже статическим сополимером). И это действительно так, однако для чёткого понимания различий между этими разновидностями полипропилена необходимо подробно описать структуру материала каждого типа. Для начала снова обратимся к химии.

  • PPH. Такая маркировка свойственна гомополимеру полипропилена. Молекулы данного вещества состоят из одинаковых звеньев, то есть повторяющихся молекул исходного мономера — пропилена, более простого вещества или, как говорят химики, низкомолекулярного соединения. Они образуют высокомолекулярное соединение, то есть, по сути, полипропилен в чистом виде. PPH также известен как тип 1 полипропилена.
    Этот материал достаточно прочен, однако обладает одним весьма существенным недостатком — слабой устойчивостью к низким и высоким температурам, то есть он не является термостойким. Особенно плохо PPH реагирует на отрицательные температуры и может просто рассыпаться на морозе.
  • PPB. Так обозначаются блок-сополимеры полипропилена. В отличие от гомополимера, в блок-сополимерах основными структурными единицами выступают не молекулы исходного мономера — пропилена, а целые гомополимерные блоки, состоящие из молекул пропилена и полиэтилена, которые могут чередоваться как регулярно, так и статистически, то есть в достаточно сложной последовательности. PPB также известен как тип 2 полипропилена.
    По прочности PPB примерно такой же, как и PPH, что логично, если обращать внимание на химическую структуру материала. Зато удалось значительно повысить термоустойчивость материала, особенно к низким температурам, что обеспечивают полиэтиленовые добавки. Кроме того PPB более гибок, а гибкость, опять же, придаёт содержащийся в структуре молекул полиэтилен. Если же говорить о теплостойкости материала, то отметим, что по этому показателю PPB превосходит PPH, но уступает PPR.
  • PPR. Это так называемые статистические или статические сополимеры полипропилена (будем называть их рандом-сополимеры), которые имеют в своей структуре чередующиеся определённым образом молекулы пропилена и этилена, что позволило получить материал с кристаллической структурой. PPR также известен как тип 3 полипропилена.
    Подобная молекулярная структура обеспечивает наивысшую прочность и термоустойчивость среди всех типов полипропилена. При этом по прочности PPR превосходит даже металлопластик. Однако это ещё далеко не всё: рандом-сополимер полипропилена отличается исключительной химической стойкостью к различным кислотным и щелочным соединениям, чем не может похвастать абсолютное большинство материалов, предназначенных для производства труб и трубопроводной арматуры.

Что касается термостойкости PPR, то, в отличие от PPB и тем более PPH, этот материал способен выдерживать кратковременную температуру среды вплоть до +140 градусов Цельсия и до +90 градусов в постоянном режиме. Отдельно стоит упомянуть и о морозостойкости данного материала: PPR полностью восстанавливает форму после воздействия отрицательных температур. А теперь давайте поговорим о каждом типе труб (в соответствии с вышеуказанными материалами и их свойствами) и определим сферы их эксплуатации.

Полипропиленовые трубы PPH

Трубы из PPH обладают достаточной прочностью для того, чтобы их можно было использовать в системах холодного водоснабжения, различных промышленных трубопроводных системах и вентиляции. Эти трубы достаточно устойчивы к механическим нагрузкам (в том числе и на изгиб), а также демонстрируют неплохую химическую стойкость, однако их нельзя использовать при низких температурах окружающей среды, поскольку гомополимер полипропилена не выдерживает мороза и просто разрушается. Что же касается устойчивости труб из PPH к повышенным температурам, то она также достаточно ограничена.

Полипропиленовые трубы PPB

Не уступающие по прочности трубам из PPH, трубы из блок-сополимера полипропилена отличаются несколько более высокой термоустойчивостью и достаточной морозостойкостью. Тем не менее, стоит отметить, что сфера их применения ограничивается системами тёплого пола (разумеется, допускается и эксплуатация труб из PPB) в системах холодного водоснабжения и вентиляции, а также в промышленных системах для транспортировки тёплых и умеренно охлаждённых жидкостей. Достаточно высокая морозостойкость труб PPB объясняется тем, что блок-сополимер полипропилена состоит не только из пропилена, но и полиэтиленовых добавок (существуют отдельные типы PPB, различающиеся по количеству полиэтиленовых добавок, о которых мы расскажем ниже). Также полиэтилен придаёт этим трубам и достаточную гибкость и эластичность, что, впрочем, отрицательно сказывается на тепловом расширении данных труб. Оно слишком большое, а потому трубы PPB нельзя использовать для транспортировки горячих сред. А вот в качестве канализационных труб или в химической промышленности — пожалуйста.

Полипропиленовые трубы PPR

На данный момент трубы из рандом-сополимера полипропилена PPR – идеальное решение для систем отопления и горячего водоснабжения. Собственно говоря, трубы из PPR вполне можно назвать универсальными, поскольку этот материал по прочности сравним с блок-сополимерами полипропилена и значительно прочнее гомополимеров. Также он абсолютно термоустойчив и выдерживает любую температуру окружающей среды. Температура плавления PPR составляет +170 С, а вообще материал без ущерба для структуры может выдерживать перепады температур при максимальных значениях до +110...+130 С и даже выше. Что касается максимально допустимой постоянной температуры эксплуатации, то она составляет +90 градусов.

При этом непрозрачный PPR (то есть достаточно плотный, из которого и изготавливаются качественные трубы) не пропускает ультрафиолет, тем самым, не позволяя бактериям и другим микроорганизмам размножаться внутри труб. Нельзя не отметить и высокую морозоустойчивость материала, причём даже при замерзании среды внутри труб, они не деформируются и после оттаивания не теряют свою форму (в отличие от труб из таких разновидностей полипропилена, как PPH и PPB). Ну а химическая устойчивость PPR такова, что эти трубы совершенно спокойно выдерживают испытания различными кислотными и щелочными растворами и при этом могут находиться в жидких агрессивных средах практически всё время без потери своих качеств. Это позволяет использовать PPR трубы соответствующих диаметров в химической и нефтехимической промышленности фактически без ограничения.

И конечно, стоит отметить и ещё одно ценное свойство труб из рандом-сополимера полипропилена — это их абсолютная экологичность. Благодаря тому, что PPR совершенно не токсичен, эти трубы можно использовать в пищевой и фармацевтической промышленности для транспортировки практически любых сред. И разумеется, трубы PPR идеально подходят для систем горячего водоснабжения, а также водяного отопления, выдерживая и повышенные температуры, и значительные перепады температур. Что касается теплового расширения, то в сравнении с трубами из таких материалов, как PPH и PPB, оно незначительно, и в большинстве случаев (при не экстремально высоких для материала температурах) можно обойтись без дополнительных компенсирующих фитингов. И ещё одно достаточно полезное свойство PPR заключается в том, что он не меняет своих физико-химических свойств при введении различных добавок, благодаря чему некоторые виды PPR труб не уступают по прочности металлическим, да и безо всяких добавок трубы из рандом-сополимера полипропилена значительно превосходят те же металлопластиковые.

Об особенностях маркировки разновидностей полипропилена

Люди, недостаточно хорошо знакомые с маркировкой разновидностей полипропилена, могут удивиться тому, что одни и те же буквы в маркировке могут обозначать совершенно разные материалы. Именно для них и был написан данный раздел. Во-первых, следует различать два типа PPH. В первом случае это уже знакомый нам гомополимер полипропилена (PP Homopolymer) или, как его ещё называют, изотактический полипропилен. Однако маркировка PPH встречается и среди разновидностей материала PPB, то есть блок-сополимера полипропилена. В данном случае PPH означает блок-сополимер полипропилена с наибольшим количеством полиэтилена в своём составе. В таком случае маркировка PPU будет означать просто высокое содержание полиэтилена, а PPM – низкое.

А что насчёт среднего содержания полиэтилена в блок-сополимерах полипропилена? А здесь нас ждёт ещё одно совпадение в маркировке. Блок-сополимер полипропилена со средним количеством полиэтилена в своём составе обозначаются как PPR. Но PPR, в то же самое время, обозначает и рандом-сополимер полипропилена, то есть наиболее качественный материал для изготовления полипропиленовых труб. И при выборе труб обязательно обращайте на это внимание. Иногда встречается также маркировка PPC — это, как правило, общее обозначение для всех сополимеров полипропилена, что отличает их от PPH, то есть гомополимеров. Наконец, отметим и ещё одну маркировку — PPs. Так обозначаются огнестойкие полипропиленовые трубы со специальными антипиреновыми добавками.

Вообще существует достаточно много разновидностей полипропилена, однако нас интересуют прежде всего те, из которых выполняются трубы и трубопроводная арматура. И для систем отопления, водоснабжения и различных производств это три основных разновидности, о которых мы рассказали достаточно подробно — PPH, PPB и PPR, причём последняя разработка, рандом-сополимер полипропилена (PPR), является наиболее качественной и перспективной. Ну а вот ещё раз основные преимущества PPR (рандом сополимера полипропилена тип 3) перед другими материалами.

  • Высокая прочность. PPR устойчив к самым разным механическим воздействиям и способен выдерживать значительные нагрузки, а армированные трубы из PPR по этому показателю не уступят и металлическим.
  • Долговечность. Трубы PPR даже при высоких термических нагрузках и значительном давлении (но не превышающем номинальное) способны работать более 25 лет в системах горячего водоснабжения и отопления, и более 50 лет в системах холодного водоснабжения с полным сохранением всех своих свойств даже при работе с агрессивными средами. Такие показатели также недоступны для PPH и PPB.
  • Устойчивость к отложениям. В трубах из PPR исключено образование любых отложений, что обеспечивается не только химической стойкостью материала, но и за счёт гладкости PPR труб.
  • Термостойкость. Рандом сополимер полипропилена отличается великолепной устойчивостью как к высоким, так и к низким температурам. Кроме того, при хорошей теплопроводности, полипропиленовые трубы всегда будут оставаться тёплыми внутри, что сводит практически к нулю риск получения ожогов.
  • Коррозионная устойчивость. PPR, как и любой полимер, абсолютно устойчив к коррозии, что благоприятно сказывается и на экологичности материала.
  • Химическая стойкость. PPR, в отличие от некоторых других типов полипропилена, не взаимодействует даже с различными агрессивными средами (щелочные, кислотные, солевые растворы, нефтепродукты и проч.), что делает возможным использование PPR труб в химической и нефтехимической промышленности.
  • Экологичность. Как мы уже говорили, PPR совершенно не токсичен, что позволяет использовать его в пищевой промышленности и в фармацевтике. При этом PPR не вступает в реакции практически со всеми веществами, за счёт чего обеспечивается первоначальная чистота транспортируемых сред.
  • Биологическая устойчивость. Непрозрачный PPR, из которого изготавливаются трубы и фитинги, не позволяет проникать ультрафиолетовому излучению внутрь и, таким образом, у микроорганизмов просто нет возможности размножаться. Разумеется, речь идёт о действительно качественных трубах PPR, где производители не экономят на материале (обратите внимание, например, на продукцию торговой марки SupraTherm европейского производства).
  • Теплопроводность. Полипропиленовые трубы, а особенно трубы из PPR не уступают по этому показателю металлическим, и даже превосходят их, как и трубы из PPH и PPB. Объясняется это низким коэффициентом гидросопротивления PPR (особая химическая структура материала здесь также играет свою роль), что позволяет сберегать энергию теплоносителя.
  • Вибростойкость и звукоизоляция.Трубы PPR отлично гасят вибрации и звуки. Также здесь следует отметить и устойчивость PPR к перепадам давления и гидравлическим ударам. Кстати, в маркировке труб из рандом-сополимера полипропилена содержится информация и о максимальном давлении, которое в состоянии выдержать эти трубы. Так, самые прочные трубы маркируются как PPR 80 и PPR 100, что говорит об их возможности выдерживать постоянное давление среды в трубопроводе 8 и 10 МПа соответственно. Таковы трубы SupraTherm.
  • Небольшой вес. При своей прочности и долговечности трубы PPR ещё и на удивление лёгкие, значительно опережая по этому показателю даже самые лёгкие металлические (примерно в 8 раз). Разумеется, это значительно облегчает транспортировку, монтаж труб из PPR и делает более безопасной их эксплуатацию.