转眼间就已经过了寒露节气，江南的秋雨，打落了路边行道树的叶子。风吹在身上时，都开始有丝丝凉意。北方的集中供暖的时间大抵都有了计划，眼看着未知刺骨严寒的冬季又要来临了，我们今天来聊一聊采暖系统中最重要的组成之一，管道和PE-X材料。
评论（上图为瑞好PE-Xa管）
你知道吗，PE-X管道其实分了好几种
PE-Xa: 过氧化物交联聚乙烯
PE-Xb: 硅烷交联聚乙烯
PE-Xc: 电子束交联聚乙烯
PE-Xd: 偶氮交联聚乙烯
今天，我们就来聊一聊这几种管材的差异。并通过下面的介绍，让您更加明白PE-Xa材料管道为何更加优异！
什么是PE-X？
PE-X的中文全称是交联聚乙烯。交联聚乙烯是采用聚乙烯作为原料，经过交联工艺处理，最终得到交联聚乙烯。PE即是聚乙烯的简称，而X指的就是交联，合起来就是PE-X。
评论(上图为交联聚乙烯分子结构图）
聚乙烯PE的分子结构为线性，通过交联，线性分子链之间产生了连接，形成了三维网状结构的交联聚乙烯PE-X。交联是PE改性的一种重要方法，通过交联，PE-X不仅保留了材料的一些优秀性能，甚至还产生了记忆性这种非常特殊的性能。交联度越高，性能提高的也就越明显。
PE-Xa的生产
PE-Xa
是在20世纪70年代开发出的生产工艺。该工艺的原理是在PE中加入过氧化物引发剂，然后在挤出机内对其施加高温高压，此时材料融化，过氧化物引发剂分解为自由基，引发聚乙烯高分子链形成活性自由基，自由基相互连接从而使得聚乙烯发生交联。
在PE-Xa生产领域，德国瑞好拥有稳定并且领先市场的德国工艺。瑞好采用的是Engel交联技术，交联反应在聚乙烯晶体的熔点之上发生，而且是在高温和高压下进行，材料混合非常均匀，交联不受材料结晶相的阻碍，因而交联结构相当均匀，并且很容易做到非常高的交联度，保证了产品长期使用性能的稳定。材料从挤出口出来时已经交联完毕，即挤出成形的管道已经是PE-Xa管道。
评论（上图为PE-Xa管道制作流程）
PE-Xb和PE-Xc的生产
PE-Xb
1973年英国道康宁公司开发出了硅烷交联技术，它是利用含有双键的乙烯基硅烷在引发剂(通常为过氧化物)作用下，与熔融的聚合物反应，形成硅烷接枝聚合物，该聚合物在硅烷醇缩合催化剂的存在下，遇水发生水解，从而形成网状的硅氧烷键交联结构。生产时原料经挤出机混合挤出成形，成为PE管道，再经过热水或低压蒸汽，发生水解缩合反应，即交联，从而得到PE-Xb。
由于水或水蒸汽需要渗透进PE管后才能发生交联反应，但对于PE来说，水或水蒸汽在其内部的渗透和扩散性能很差，因此需要非常长的时间才能从表面渗透到内部。从渗透过程来看，外表面和内表面由于直接接触水分，因此交联度最高，而内部则由于仅有非常少的水分进入，因此交联度较低。
PE-Xc
最早始于1955年的美国，它利用外辐射源，通常使用的是高能电子束(b射线)，照射PE材料，使得PE分子链上的氢原子获得足够高的能量从而脱离，失去氢原子的自由碳键将非常活跃，相距较近的自由碳键就会连接在一起，构成了C-C化学键，从而完成交联。这种交联工艺受辐射强度的影响较大，材料接受到的辐射强度越大，得到的交联程度越高。
由于材料本身会阻挡辐射，因此材料外表面受到的辐射强度最高，从外表面向内，深度越深，受到的辐射就越小，因而交联度也就越小。对管道进行辐射时，只能从外表面进行辐射，因此，外表面的交联度为最高，内表面的交联度最低。另外，如果辐射设备布置不合理，还可能会使圆周上的交联度产生差异。
PE-Xd的生产
PE-Xd
1975年研究发现了用偶氮化合物进行交联的技术，并且在1977年首次采用这种工艺生产了管材。该方法是将偶氮化合物混入聚乙烯中，并在低于偶氮化合物分解温度撞出，挤出物再通过一高温盐浴，偶氮化合物分解形成自由基，引发聚乙烯交联。
偶氮交联一般用于熔融温度较低的橡胶类材料，对于塑料很少有实际应用。在市场上，PE-Xd管道并未批量商用。在此不做深入的说明。
下面让我们用一张图来比较三种不同交联管道的交联均匀性：
评论通过图片，我们可以很清楚地看出来，PE-Xa管道与其它两种管道相比，交联均匀性为最好。而材料的均匀性直接影响产品的性能和使用寿命。
PE-X材料性能对比
每一种PE-X材料由于其生产工艺不同，表现出来的性能也会大相径庭。
评论从上图我们可以看到，PE-X材料不同的交联形式，对于材料长期稳定性，导热性和低温抗冲击能力的表现基本接近。但是在耐高温，耐划伤，柔韧性和尺寸稳定性上面，PE-Xa的材料表现更胜一筹。
小贴士
PE-X管道的交联度并非越高越好，过高的交联度会导致材料变脆。通常认为交联度在70% - 90%之间时，材料有着最佳的长期性能。
在GB/T 18992-2003《冷热水用交联聚乙烯（PE-X）管道系统》中，对三种管道的最低交联度就做了规定:
PE-Xa: ≥70%
PE-Xb: ≥65%
PE-Xc: ≥60%
从交联度的最佳性能区间，结合三种产品的交联均匀性，不难推测出PE-Xb和PE-Xc最低要求交联度要小于70%的原因：外表面的交联度比内部高，要想提高整体交联度，则必须要提高材料内部的交联度，而提高内部材料的同时可能让外表面材料的交联度超出最佳区间。因此两者的最低交联度是各部分平衡的结果。PE-Xa材料正好符合最佳区间，而PE-Xb和PE-Xc的要求则要低于70%。
综上所述，交联生产工艺，交联均匀度，交联度百分比和不同材料性能对比测试结果可以看出， PE-Xa无疑是目前PE-X材料中的佼佼者。
德国瑞好始于1948年，作为全球领先的聚合物产品供应商之一，拥有超过20,000名员工以及分布于54个国家的170家分公司。瑞好产品的应用遍及众多的领域，包括建筑材料，航天航空，汽车工业等。德国瑞好管道系统拥有40专业生产制造经验，自上世纪70年代开始生产PE-Xa管道。实验证明，图中是瑞好于1981年生产的一根PE-Xa管道，自生产出来后就一直在经受着严苛的测试，至今完好无损！
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