六种塑料管材制品材料的分析、选择、改性

项目 1 的六组任务 第一组：选择输送煤气用管道的高分子材料； 第二组：选择目前能用于输送固体粉料的、最耐磨的管道的

高分子材料； 第三组：选择透光率＞ 80% 的管道生产所用高分子材料； 第四组：请为不能随意弯曲的硬管道生产选择合适的高分子

材料； 第五组：请为管壁薄、刚性好，可随意弯曲不反弹，成本低

的缠绕管道的生产选择合适的高分子材料； 第六组：请为卫生级的上下水管道的生产选择合适的高分子

材料。

教学目的

通过对项目 1 所涉及到六种塑料管材制品材料的分析、选择、改性的整个实施过程，使学生进一步了解并掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形成实施每个细节过程的能力，最终达到根据产品需要对高分子材料进行合理分析、合理选择、合理改性的总能力；进而结合学生所选择出来的材料从理论上归纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关的结构与性能的关系；同时在完成项目过程中对课程整体方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。

能力（技能）目标 能根据管材的不同用途要求，合理的选择高

分子材料；并能合理的分析所选择材料的结构、性能；如果不能直接选择到合适材料时，能 提出合理的改进意见与方案。

知识目标 被选用的高分子材料的主要结构特征、主要

性能及应用范围。其中第 1 个项目重点学习、理解、应用高分子材料的结构层次、化学组成、连接方式、几何构型、柔性知识。

素质目标 初步建立良好的学习方法； 资料收集的方法； 处理问题的方法； 团队合作的意识； 用户至上的意识； 安全环保意识； 表述与合理辩解能力。

参考资料 潘文群 , 高分子材料分析与测试 . 化学工业出版社

2005 ； 戚 亚光 , 高分子材料改性 . 化学工业出版社 ,2005 ； 聂垣凯 , 橡胶材料与配方 , 化学工业出版社 , 2004 ； 王文广 , 塑料材料的选用 . 化学工业出版社 , 2002 ； 高俊刚 , 高分子材料 . 化学工业出版社 , 2002 ； 桑永 , 塑料材料与配方 . 化学工业出版社 , 2001

操练（掌握初步或基本能力） 每组汇报人介绍完成情况，最终确定结果， 相应的确定依据 ( 资料、标准、实验测试 ) ，

完成过程的程序，所选材料的结构与性能，组内人员的各自情况与合作情况 ( 最后合作评价分由任务汇报人确定 ) 。

一、有关管材的内容 管材属于一种特殊的圆形断面型材，它是固体、气

体、液体材料密闭输送中不可缺少的工具。 常见管材材料有：金属管材、无机管材、高分子材

料管材（橡胶管材、塑料管材） 塑料管材：具有质量轻、易加工、软硬可调、色彩

多变、安装方便、耐腐蚀、保温好及综合性能优异的特点。可广泛用于建筑、电力、水力、煤矿、石油、汽车、航空、航天及家用电器等领域。

塑料管材的种类 1 、按管材输送的介质（用途）分 固体输送管（要求耐磨）：1 ）输送粮食、矿砂、煤粉等粉末固体，一般使用耐磨性好的 HDPE 、最好用 UHMWPE ；

2 ）穿越线状固体（电线、电缆）→电性能好，耐环境性好，常用 PVC 、 PE 、 PA ；

3 ）特殊用途→耐高温（聚酰亚胺 PI 、聚苯硫醚 PPS 等）；

4 ）特殊防腐→ F4

液体输送管： 上水管材（ UPVC 、 XLPE 、 PP 、 PB 、 ABS 、

HDPE ）； 下水管材（ UPVC 、 HDPE 等）； 供暧管材（ XLPE 、 PP 、 PB 等）； 输送油料管材（一般用 HDPE ，最好用 PA11 、 P

A12 等） 化工液体管道（ ABS ） 特殊用途（防腐用 F4 ）； 输送气体管（抗静电、阻燃、防爆、耐压、阻隔），

常用 HDPE

2 、按管材密实程度分类 密实管、发泡管、中空管。 3 、按管材表面平滑状态分类 平滑管、螺纹管、缠绕管。 4 、按管材的成型方法分类 挤出管、缠绕管。

5 、按管材的层数分类单层管；复合管材（强度、抗静电、阻燃、耐腐蚀、保温、长寿）

铝塑复合管→结构为塑料 /粘合剂 /铝 /粘合剂 / 塑料；

钢塑复合管；纤维增强管→塑料内加入高强度纤维；钢丝增强管→塑料内加入钢丝；双壁波纹管（省料 40% 、刚性大、高冲击、高压缩、耐弯曲、内壁光滑）→可代替钢、铁、水泥、石棉管，用于排水、地下电缆、学业灌溉等；

6 、按管的软硬分类 软管（在较大范围内随意弯曲）→软质 PVC 、 LD

PE 、 LLDPE 、发泡管、波纹管等； 硬管不能随意弯曲→ UPVC 、 HDPE 管等； 7 、按管材透明性分类透明管 (透光率 >80%)→透明 PVC 管、 PMMA

管、 PC 管等；半透明管 (透光率 50%80%)→HDPE 管、 LDPE

管等； 不透明管（透光率＜ 50% ）→ AB

8 、按输送液体的排出方式分类喷灌管→ PVC 、 HDPE 等；滴灌管→ PVC 、 PE 、 ABS 等； 9 、按管材有无热收缩分类非热收缩管；热收缩管（加热后尺寸变小）→ XLPE （收缩率 50% ，温度 60℃）

二、主要的特殊管材波纹管（高刚性、挠曲性、可随意弯曲。其

中双波纹管内壁光滑）→ PVC 、 HDPE 为主；

缠绕管（管壁薄、刚性大、可随意弯曲不反弹；省材料）→ PVC 、 HDPE 为主。

复合管（前面有）→ XLPE 、 HDPE 、 PPC 。卫生级上水管→由 SG4 、 SG5PVC 树脂生产的 PVC 管。

三、世界各国塑料管用料比例

国别 PVC HDPE LDPE LLDPE PP ABS

美国 82% 18% － － － －西欧 65% 28% 6% 1% － －日本 77% 10.5% 6% 5% 1% 0.5%中国 80% 10% 4% 1% 3% 2%

四、几种上下水管的性能管材种类 使用温度 耐爆破压力 参考价格 热导率 连接方式 ℃ MPa 元 / 米 W/mKXLPE 铝塑复合管 -75 ～ 110 7.0 10.5 0.45 夹紧HDPE 铝塑复合管 -40 ～ 60 7.0 7.5 0.45 夹紧UPVC 管 -30 ～ 65 1.6 3.0 0.16 承插粘合法兰XLPE 管 -75 ～ 110 4.0 6.5 0.40 夹紧、卡环 PP － C 管 -35 ～ 95 3.2 6.0 0.24 热熔、夹紧PB 管 -30 ～ 100 6.9 6.5 0.17 粘合ABS 管 -40 ～ 100 1.0 2.5 _ 粘合ABS/PC 管 -40 ～ 100 1.2 5.5 _ 粘合、螺纹HDPE 管 -40 ～ 100 1.0 2.0 0.41 热熔铜管 _ _ 12 38 螺纹镀锌管 _ _ 3.0 6.0 螺纹

总结和作业总结 : 主要总结项目过程存在的问题，并提

出个性调整的建议；其次要肯定学生的参与意识；

表扬优秀学生。 作业 : 提交最后的项目 ( 或任务 ) 完成书面报告。

项目 1 的总结部分图片：PE 管材

PVC 管材

项目 1 的总结部分PVC 管材

项目 1 的总结部分PVC 管材

项目 1 的总结部分电气用各种管材

项目 1 的总结部分PS 管材

项目 1 的总结部分ABS 管材 PP 管材

PC 管材

项目 1 的总结部分橡胶管材

PMMA 管材

项目 1 的总结部分PMMA 管材

项目 1 引深部分内容 以项目 1 中第二个任务输送固体粉末所有的管材，如果对于输送的固体粉末颗粒较大的铁矿石将如何处理？引出――在大口径钢管内衬橡胶材料的管材生产的案例（营口橡胶制品厂王国华专利）

项目 2 布置 第一组：选择农业用薄膜中的用于农作物的地面覆盖薄膜材

料； 第二组：选择农业用薄膜中的用于大棚的覆盖薄膜材料； 第三组：选择用于整件物品包装的最低热收缩温度为 65℃

的高分子膜材料； 第四组：选择用于工业拉伸强度＞ 20MPa 的伸长率为 500

% 的高分子膜材料； 第五组：选择用于装饰（如桌布、证件皮等）的高分子薄膜

材料； 第六组：选择用于家俱等装饰的木纹薄膜的高分子薄膜材料。