Performances et différences des tuyaux en PVC, UPVC, CPVC, PP, PE, PB et PVDF #Ligne d'extrusion de tuyaux #Extrudeuse

PVC
PVCLe polychlorure de vinyle (PVC) est généralement disponible en sept grades (SG1 à SG7) selon sa dureté et ses propriétés, avec une densité d'environ 1.4 g/cm³. En dessous du grade SG4, il s'agit généralement d'un produit souple, nécessitant une grande quantité de plastifiant lors de sa mise en forme. Il est principalement utilisé pour la fabrication de cuir artificiel, l'isolation de fils et câbles, les joints d'étanchéité, etc. Au-dessus du grade SG5, il s'agit d'un produit rigide, principalement utilisé pour la fabrication de divers tuyaux (drainage, électricité, télécommunications, etc.), de raccords, de plaques, de feuilles et de profilés, etc. Le taux de retrait du PVC lors de sa mise en forme est de 0.6 à 1.5 %, et il possède de bonnes propriétés mécaniques. Le PVC présente un taux de retrait de 0.6 à 1.5 %, de bonnes propriétés mécaniques, d'excellentes propriétés électriques, est auto-extinguible, offre une forte résistance aux acides et aux bases, une bonne stabilité chimique et un prix abordable. Cependant, son développement est freiné par sa faible température d'utilisation, qui est d'environ 80 °C au maximum.

CPVC
Cette résine est produite par modification par chloration de la résine de polychlorure de vinyle (PVC) et constitue un nouveau type de plastique technique. Le produit se présente sous forme de granulés ou de poudre, blancs ou jaune clair, inodores, sans goût et non toxiques. La chloration de la résine PVC accroît l'irrégularité des liaisons moléculaires et la polarité, ce qui améliore la solubilité et la stabilité chimique de la résine. Il en résulte une meilleure résistance à la chaleur et à la corrosion par les acides, les bases, les sels et les oxydants. Les propriétés mécaniques, notamment la température de déformation thermique, sont améliorées. La teneur en chlore passe de 56.7 % à 63-69 %, la température de ramollissement Vicat de 72-82 °C à 90-125 °C, la température maximale d'utilisation atteint 110 °C et la température d'utilisation à long terme est de 95 °C. Parmi les résines CPVC, celles de CORZAN présentent des performances supérieures. Le CPVC est donc un nouveau type de plastique technique aux perspectives d'application très larges.

UPVC
Le tuyau en UPVC est fabriqué à partir de résine PVC, qui possède d'excellentes caractéristiques telles qu'une détection précise de la température, une fusion régulière et une absorption rapide des ingrédients actifs des additifs lorsque la force gravitationnelle entre les chaînes moléculaires de la résine diminue. Parallèlement, un stabilisant thermique à base de calcium et de zinc, mondialement reconnu, est utilisé. Ce stabilisant permet de capturer, d'inhiber et d'absorber le chlorure d'hydrogène lors de la fusion de la résine à haute température, et de réaliser une réaction d'addition de double liaison avec la structure polyénique afin de remplacer les atomes de chlore actifs et instables de la molécule. Cette réaction d'addition de double liaison avec la structure polyénique déplace les atomes de chlore actifs et instables de la molécule. Ce procédé contrôle efficacement et scientifiquement la dégradation catalytique et la décomposition oxydative de la résine à l'état fondu.

PP
PPLe polypropylène (PP) est un matériau semi-cristallin. Il est plus rigide et possède un point de fusion plus élevé que le polyéthylène (PE). L'homopolymère PP étant très cassant au-dessus de 0 °C, de nombreux matériaux PP commerciaux sont des copolymères irréguliers contenant de 1 à 4 % d'éthylène, voire davantage dans les copolymères à structure en coussin. La résistance du PP augmente avec la teneur en éthylène et sa température de ramollissement Vicat est de 150 °C. Grâce à sa haute cristallinité, le matériau présente une bonne rigidité de surface et une bonne résistance aux rayures, et il ne souffre pas de fissuration sous contrainte environnementale. Le PP est généralement modifié par l'ajout de fibres de verre, d'additifs métalliques ou de caoutchouc thermoplastique. Son indice de fluidité (MFR) varie de 1 à 40. Les matériaux PP à faible MFR offrent une meilleure résistance aux chocs, mais une ductilité moindre. À MFR égal, le copolymère présente une résistance supérieure à l'homopolymère. Du fait de sa cristallisation, le retrait du PP est assez important, généralement de 1.8 à 2.5 %. L'uniformité directionnelle de ce retrait est bien meilleure que pour des matériaux comme le PE-HD. L'ajout de 30 % de fibres de verre permet de réduire le retrait à 0.7 %. Les matériaux PP, qu'ils soient homopolymères ou copolymères, présentent une excellente résistance à l'absorption d'humidité, à la corrosion par les acides et les bases, ainsi qu'à la solubilité. Cependant, ils ne résistent pas aux solvants de type hydrocarbures aromatiques (par exemple, le benzène), hydrocarbures chlorés (tétrachlorure de carbone), etc. De plus, contrairement au PE, le PP ne conserve pas sa résistance à l'oxydation à haute température.
Le polypropylène (PP) est un polymère cristallin présentant un fort retrait (1.0 à 1.5 %) dû aux importantes variations de volume et à la forte orientation moléculaire lors de la condensation à l'état fondu. Par conséquent, lors du moulage, il convient d'augmenter la pression d'injection et le taux de cisaillement afin d'améliorer la qualité du produit moulé.

PE
Le polyéthylène est le composé organique polymère le plus simple structurellement et le matériau polymère le plus utilisé au monde. Polymérisé à partir d'éthylène, il se divise en polyéthylène haute densité (PEHD), polyéthylène moyenne densité (PED) et polyéthylène basse densité (PEBD) selon sa densité. Le PEBD est souple et est obtenu par polymérisation à haute pression. Le PEHD, quant à lui, se caractérise par sa rigidité, sa dureté et sa résistance mécanique ; il est obtenu par polymérisation à basse pression. Le PEHD est utilisé pour la fabrication de conteneurs, de tuyaux et comme matériau d'isolation électrique haute fréquence, notamment pour les radars et la télévision. Le PEBD (polyéthylène haute pression) est souvent utilisé en grandes quantités. Le polyéthylène a un aspect cireux et lisse. Non coloré, le PEBD est transparent, tandis que le PEHD est opaque. Le polyéthylène est une chaîne polymère constituée d'unités -CH₂- répétitives, liées entre elles par l'addition et la polymérisation de l'éthylène (CH₂=CH₂). Les propriétés du polyéthylène dépendent de son mode de polymérisation. Le polyéthylène haute densité (PEHD) est produit par polymérisation de Ziegler-Natta sous pression modérée (15-30 atm) en présence de composés organiques catalytiques. Les molécules de polyéthylène polymérisées dans ces conditions sont linéaires et possèdent de longues chaînes moléculaires dont la masse moléculaire atteint plusieurs centaines de milliers. En revanche, la polymérisation radicalaire sous haute pression (100-300 MPa), haute température (190-210 °C) et catalyse par un peroxyde conduit au polyéthylène basse densité (PEBD), qui est ramifié.
Le polyéthylène est insoluble dans l'eau et présente une très faible absorption d'eau, même pour des solvants chimiques comme le toluène et l'acide acétique, qui ne sont que légèrement solubles à des températures supérieures à 70 °C. Cependant, sous forme de particules, le polyéthylène peut fondre ou se solidifier à des températures comprises entre 15 °C et 40 °C. Lorsque la température augmente, il fond et absorbe de la chaleur ; lorsqu'elle diminue, il se solidifie et dégage de la chaleur. C'est également un excellent matériau de construction car il absorbe très peu d'eau, ne s'humidifie pas facilement et possède des propriétés isolantes.

PB
Le polybutylène a été développé et appliqué au début des années 1970 et ses caractéristiques matérielles imposent des exigences techniques et d'équipement élevées pour la production de profilés, nécessitant d'importants investissements en immobilisations.

PVDF
Aspect : poudre ou particules translucides ou blanches, chaîne moléculaire étroitement agencée, mais présentant également une forte liaison hydrogène, indice d'oxygène de 46 %, incombustible, cristallinité de 65 % à 78 %, densité de 1.17 à 1.79 g/cm3, point de fusion de 172 °C, température de fléchissement sous charge de 112 à 145 °C, température d'utilisation à long terme de -40 à 150 °C.
La résine PVDF désigne principalement un homopolymère de fluorure de vinylidène ou un copolymère de fluorure de vinylidène et d'autres monomères vinyliques fluorés en faible quantité. Elle possède à la fois les caractéristiques d'une résine fluorée et d'une résine classique. Outre une excellente résistance chimique, aux hautes températures, à l'oxydation, aux intempéries et aux radiations, elle présente également des propriétés piézoélectriques, diélectriques et thermoélectriques. Actuellement, parmi les plastiques fluorés les plus utilisés, les applications du PVDF se concentrent principalement dans les secteurs de la pétrochimie, de l'électronique et des revêtements fluorocarbonés. Sa bonne stabilité chimique et ses propriétés d'isolation électrique permettent de fabriquer des équipements répondant aux exigences TOCS et de résistance au feu. Elle est largement utilisée dans l'industrie des semi-conducteurs pour le stockage et le transport de produits chimiques de haute pureté. Ces dernières années, la résine PVDF est employée dans la fabrication de membranes poreuses, de gels, de diaphragmes, etc., ainsi que dans les applications de batteries secondaires au lithium. L'utilisation du PVDF représente aujourd'hui l'un des segments de marché à la croissance la plus rapide. Le PVDF est le revêtement fluorocarboné le plus important. Matière première essentielle, il a permis le développement de revêtements fluorocarbonés de sixième génération. Grâce à son excellente résistance aux intempéries, la résine PVDF peut être utilisée en extérieur pendant longtemps sans entretien. Ce type de revêtement est largement employé dans les centrales électriques, les aéroports, les autoroutes, les immeubles de grande hauteur, etc. De plus, la résine PVDF peut être mélangée à d'autres résines, comme le mélange PVDF/ABS, pour obtenir des matériaux composites. Ces matériaux sont largement utilisés dans la construction, la décoration automobile, les coques d'appareils électroménagers, etc.
Le PVC est un type de matériau de décoration en plastique. PVC est l'abréviation de polychlorure de vinyle. Il s'agit de la principale matière première de la résine de polychlorure de vinyle. On y ajoute la quantité appropriée d'agent anti-vieillissement, de modificateur, etc., et on procède au mélange, au calandrage, au thermoformage sous vide et à d'autres procédés pour fabriquer le matériau.

Les matériaux PVC sont légers, isolants thermiques, conservent la chaleur, sont résistants à l'humidité et ignifugés, et faciles à mettre en œuvre. Spécifications, couleurs et motifs disponibles.
C'est l'un des matériaux décoratifs les plus utilisés parmi les matières plastiques.

Les principaux avantages des fixations en PVC sont les suivants :
1. Qualité de la lumière, isolation thermique, conservation de la chaleur, résistance à l'humidité, retardateur de flamme, résistance aux acides et aux alcalis, résistance à la corrosion.
2. Stabilité, bonne diélectricité, durabilité, anti-vieillissement, facile à fusionner et à coller.
3. Forte résistance à la flexion et à l'impact, allongement élevé en cas de rupture.
4. Facile à traiter et à façonner par des procédés de pétrissage, de mélange, de laminage, de découpe, d'extrusion ou de moulage sous pression, et peut répondre aux besoins de diverses spécifications de profil.
5. Surface lisse, couleur vive, décorative, nombreuses applications décoratives.
6. Le processus de construction est simple et l'installation est pratique.

Le tuyau en PE est fabriqué en polyéthylène ; il convient à une installation encastrée, tandis que les matériaux utilisés pour une installation apparente ont tendance à vieillir.

Le tuyau PP-R présente les avantages suivants : légèreté, bonne résistance, résistance à la corrosion, absence de tartre, longue durée de vie, etc., en plus des principales caractéristiques suivantes :
(1) Matériaux de construction non toxiques, hygiéniques et écologiques, les matières premières PP-R sont des polyoléfines, leurs molécules sont composées d'éléments de carbone et d'hydrogène, non toxiques, excellentes performances en matière de santé ;
(2) Produits résistants à la chaleur, à l'isolation thermique et à économie d'énergie, tuyau PP-R température de ramollissement Vicat de 131.3 ℃, température d'utilisation maximale de 95 ℃, température d'utilisation à long terme (50 ans) jusqu'à 70 ℃. La conductivité thermique du produit est de 0.24 W/m℃, ce qui ne représente que 1/200 de la conductivité thermique du tuyau en acier, il a donc un excellent effet d'économie d'énergie pour l'isolation des tuyaux d'eau chaude ;
(3) Facile à installer, fiable, utilisant une connexion homogène par fusion à chaud, quelques secondes pour réaliser une connexion jointe, et la connexion des tuyaux métalliques et des appareils à eau utilisant des raccords à insertion métallique de haute qualité, sûr et fiable.

Domaines d'application des tuyaux d'eau chaude et froide en PP-R
Systèmes d'eau chaude et froide dans les bâtiments, y compris les systèmes de chauffage central ;
Systèmes de chauffage dans les bâtiments, y compris les systèmes de chauffage par le sol, par panneaux muraux et par rayonnement ;
Systèmes d'approvisionnement en eau pure pouvant être utilisée directement pour la consommation ;
Systèmes de climatisation centralisés ;
systèmes d'irrigation agricole et de jardin ;
Réseaux d'eaux pluviales ;
Réseaux de piscines ;
Réseaux de canalisations pour installations solaires ;

Le PPR est généralement utilisé pour les tuyaux de petit diamètre, et il est disponible pour les installations apparentes et encastrées.
Le tuyau PB est un matériau polymère en polybutylène, largement utilisé dans les pays développés comme l'Europe et l'Amérique, et qui a remplacé le cuivre comme matériau de prédilection pour les tuyaux d'alimentation en eau chaude.

La principale matière première des tuyaux PEX est le PEHD, ainsi que l'initiateur, l'agent de réticulation, le catalyseur et d'autres additifs ; d'autres modificateurs peuvent également être ajoutés en fonction des exigences particulières.
Les tuyaux PEX sont fabriqués à l'aide de la technologie en une étape la plus avancée au monde (méthode MONSOIL), utilisant des matières premières de polyéthylène ordinaires auxquelles on ajoute un matériau de greffage silane, formant des liaisons covalentes chimiques entre les chaînes macromoléculaires du polymère pour remplacer les forces de van der Waals d'origine, formant ainsi une structure de réseau réticulé tridimensionnel de polyéthylène réticulé, le degré de réticulation allant jusqu'à 60 % à 89 %, ce qui lui confère d'excellentes propriétés physiques et chimiques.

L'ABS est un terpolymère à base de styrène-butadiène-acrylonitrile, présentant une grande résistance aux chocs et une bonne résistance mécanique, une bonne résistance à la chaleur, une bonne résistance à l'huile, etc.
Pour la pose de câbles électriques dans les habitations, on utilise des tuyaux en PVC, et il est recommandé d'utiliser des tuyaux en PVC résistant au feu conformes aux normes. On utilise également des tuyaux en PVC pour la réfection des canalisations d'égouts, et on utilise couramment du PPR pour la rénovation des conduites d'eau, car le PPR est plus adapté à l'eau.
La principale différence réside dans les matières premières : le PPR (polypropylène copolymère aléatoire) et le PVC (polychlorure de vinyle). Le PVC peut être utilisé pour le drainage, tandis que le PPR est principalement destiné à l'eau (son coût étant trop élevé pour le drainage). En réalité, le PVC est moins toxique que les tubulures de perfusion médicales et que de nombreux emballages plastiques, utilisés dans la construction avec des additifs. De plus, le PPR peut être thermofusible, contrairement au PVC.
Le PPR est fabriqué à partir de polypropylène copolymère, tandis que le PVC est fabriqué à partir de polychlorure de vinyle. Le PPR, plus coûteux à produire, présente un meilleur profil sanitaire que le PVC et résiste à l'eau chaude jusqu'à 75 °C. Son principal inconvénient est sa fragilité. Le PVC, quant à lui, est largement utilisé en irrigation agricole en raison de son faible coût de production. Son seul inconvénient est sa résistance limitée à l'eau froide.

Tuyau PE
Résistance à la température
La température de fragilisation à basse température des tuyaux d'alimentation en eau en PE est très basse ; ils peuvent être utilisés dans une plage de -40 ℃ à 60 ℃ ; l'installation et la construction hivernales ne provoqueront pas de fissures fragiles dans les tuyaux.
Résistance à la corrosion
Le polyéthylène est un matériau inerte, résistant à l'érosion par divers milieux chimiques, ne nécessitant aucune protection anticorrosion. Les substances chimiques présentes dans le sol ne provoquent aucune dégradation du pipeline et aucun phénomène de pourriture, de rouille ou de corrosion ne se produit.
Souplesse
L'allongement à la rupture des conduites d'eau en PE dépasse 800 %, les vibrations localisées n'entraînent pas de vibrations sur l'ensemble de la conduite, ce qui leur confère une excellente résistance aux vibrations. La nature spiralable du polyéthylène permet d'enrouler les conduites d'eau, réduisant ainsi le nombre de raccords nécessaires et facilitant le passage des obstacles lors de la construction, simplifiant ainsi les travaux.
Résistance à la pression
Grâce à sa haute cristallinité, le PEHD présente une résistance et une dureté accrues. Solidement soudé, il supporte la pression interne et est couramment utilisé pour les conduites d'adduction d'eau et de combustion sous pression.
Hygiène
Hygiénique et non toxique, ce tuyau ne favorise pas la prolifération bactérienne, ne provoque pas de pollution secondaire de l'eau et résout complètement les problèmes de pollution de l'eau par les canalisations.
Capacité de circulation
Le tuyau d'alimentation en eau en PE possède une paroi intérieure lisse, un faible coefficient de frottement, une faible résistance à l'écoulement, une faible perte de charge, ne s'entartre pas, réduit la perte de pression dans la canalisation et la consommation d'énergie pour le transport de l'eau ; les avantages économiques sont évidents.
sécurité des canalisations
Les tuyaux d'eau en PE sont assemblés par fusion à chaud et électrostatique. La résistance de l'interface est supérieure à celle du tuyau lui-même, ce qui permet de résister efficacement aux forces circonférentielles et axiales générées par la pression interne. L'étanchéité est telle qu'il n'y a pas lieu de s'inquiéter des fuites dues à une déformation de l'interface.