加工工藝方面的原因
我們從管材生產(chǎn)的工藝和配方因素分析一下有哪些因素會(huì)引起PE-Xa管在短時(shí)間里發(fā)生嚴(yán)重降解。
在PE-Xa管的原料配方中，除了高密度聚乙烯外，還有過氧化物（交聯(lián)劑）、主抗氧劑、副抗氧劑。使用進(jìn)口的XL1800聚乙烯時(shí)，配方推薦使用的過氧化物為：DTBP。從DTBP技術(shù)指標(biāo)中可以看出，其分解溫度高于180℃。因此，生產(chǎn)過程中PE-Xa管材的成型工藝（二區(qū)溫度）的溫度絕對不應(yīng)高于180℃，否則，原料在成型之前就會(huì)發(fā)生交聯(lián)。這樣一來，經(jīng)分流錐后，原料就會(huì)變成數(shù)條已交聯(lián)的交聯(lián)聚乙烯條。而由于交聯(lián)聚乙烯是熱固性塑料，這些交聯(lián)聚乙烯條無法合成管子，即使合成了管子，也是靠其中未交聯(lián)的聚乙烯將數(shù)條交聯(lián)聚乙烯條“粘”在一起而成，造成這種管子沒有承壓能力。這種管子爆裂后將出現(xiàn)“樹皮狀”的裂紋。
在配方中還有主抗氧劑和副抗氧劑。其中主抗氧劑是受阻酚類抗氧劑，它是“氫給予型”抗氧劑。其抗氧機(jī)理是：受阻酚類抗氧劑中含有較活潑的氫原子，它能夠優(yōu)先和PE化學(xué)競爭體系中的游離基發(fā)生反應(yīng)，生成穩(wěn)定的化合物。這就終止了這些游離基對PE大分子鏈氧化作用的傳遞和增長。它是自由基終止劑或干擾劑，其作用是在管道加工高溫過程中防止聚乙烯氧化降解。副抗氧劑是硫化物型的硫醚二丙酸二烷基酯，它是過氧化物分解劑，其作用是將生產(chǎn)過程化學(xué)反應(yīng)中生成的較活潑的氫過氧化物和殘留的過氧化物轉(zhuǎn)化為不活波化合物，從而為PE-Xa管成品在長期使用中提供長效熱穩(wěn)定保護(hù)而不發(fā)生氧化降解反應(yīng)。PE-Xa管材配方中推薦使用的主抗氧劑和副抗氧劑為：Irganox1076和PS802。可見，配方中所有的助劑均有其特定功能，且配方是經(jīng)過計(jì)算和化學(xué)分析后確定的，是不能隨意去除和減少的。另外，助劑的選擇也是非常重要的，一般我們會(huì)按照配方推薦的助劑型號(hào)來購買過氧化物、主抗氧劑和副抗氧劑。
有些生產(chǎn)企業(yè)總是不按配方要求采購助劑。顯然，生產(chǎn)企業(yè)在采購助劑時(shí)一定要搞清楚所采購的這些助劑的性質(zhì)是否符合PE-Xa形成化學(xué)原理的要求，是否能夠滿足生產(chǎn)PE-Xa管材的技術(shù)要求和理化指標(biāo)。因?yàn)槲覀冎溃煌倪^氧化物，其分解溫度不同。分解溫度過低會(huì)使原料在未成型時(shí)就已交聯(lián)；分解溫度過高會(huì)使原料成型后不能交聯(lián)。主抗氧劑除了氫給予型外，還有自由基捕獲型。自由基捕獲型抗氧劑除了會(huì)阻止自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)外，還會(huì)阻止過氧化物與PE間的交聯(lián)反應(yīng)，使PE-Xa的形成受阻。副抗氧劑除了有過氧化物分解劑型外，還有金屬離子鈍化劑型，而后者根本就沒有過氧化物分解功能。
目前國內(nèi)有一些廠家在生產(chǎn)過程中隨意減少主抗氧劑的比例，將副抗氧劑去除而不添加。有的廠家甚至連主抗氧劑都不添加。這是絕對不能容忍的。這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品一出廠就是廢品或在短期內(nèi)就會(huì)發(fā)生氧化而降解。
結(jié)論
通過上述分析，我們可以初步判定：
第一個(gè)“問題工程”中樣管發(fā)生氧化降解的原因是：PE-Xa管在鋪設(shè)完畢后，沒有及時(shí)澆筑填充層，造成PE-Xa管在太陽下長時(shí)間暴曬，使PE-Xa管中的交聯(lián)聚乙烯受到了嚴(yán)重的光氧化，交聯(lián)度降低，進(jìn)而使大分子還原成小分子而氧化降解。
第二個(gè)“問題工程”中的樣管發(fā)生氧化降解的原因可能是：
一、地暖系統(tǒng)在使用過程中，熱媒溫度過高（例如系統(tǒng)沒做換熱站而將高溫水直接通入了地暖系統(tǒng)），造成PE-Xa地暖管過早降解。但在這個(gè)工程事故中出現(xiàn)此原因的可能性不大。因?yàn)槲覀冊诂F(xiàn)場勘察過程中了解到，系統(tǒng)是安裝了換熱站的。
二、由于該工程中只有很少一部分地暖管發(fā)生了嚴(yán)重氧化降解現(xiàn)象，而整棟樓的供暖環(huán)境是相同的，這說明發(fā)生降解的這一小部分加熱管存在質(zhì)量問題。可能是管材生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)PE-Xa管的混料過程中，有意或無意地沒有添加副抗氧劑，甚至其中某一罐原料由于疏忽而連主抗氧劑、副抗氧劑都沒添加，造成使用這罐原料生產(chǎn)的管材，在生產(chǎn)過程中就已經(jīng)發(fā)生了較強(qiáng)的氧化降解。同時(shí)由于這段管材管體材料中不含有抗氧劑，在使用過程中殘留在管體中的氫過氧化物和過氧化物游離基對PE-Xa發(fā)生較強(qiáng)的氧化作用，使其過早地發(fā)生了氧化降解現(xiàn)象。
跋語
PE-Xa管過早嚴(yán)重氧化降解是偶然現(xiàn)象
PE-Xa管在使用了較短時(shí)間后就發(fā)生氧化降解這是必然現(xiàn)象還是偶然現(xiàn)象？
通過上述分析，我們不難得出結(jié)論：這是偶然現(xiàn)象。理由有三：
其一、PE-Xa管在歐洲和亞州都有近40年的使用歷史，在我國也有30多年的使用歷史，其間并沒有出現(xiàn)大面積氧化降解現(xiàn)象。
我們對PE-Xa管材出問題的小區(qū)初步檢查發(fā)現(xiàn)：并非是所有管材都出現(xiàn)了氧化降解現(xiàn)象，僅僅是個(gè)別樓棟、個(gè)別樓層、個(gè)別區(qū)域、個(gè)別部位的PE-Xa地暖管材嚴(yán)重降解。基本可以判定是以下原因所致：
1.施工過程中未按規(guī)范管理、施工，將地暖管長期置于強(qiáng)陽光下暴曬；
2.在管材生產(chǎn)過程中，有意或無意地沒有按配方添加抗氧劑；
3.使用地暖系統(tǒng)的過程中,未設(shè)置換熱站而將高溫水直接通入了地暖管。
其二、PE-Xa管材的過氧化物交聯(lián)技術(shù)已有數(shù)十年的歷史，理論和實(shí)踐都可以證明該技術(shù)和工藝是成熟的、科學(xué)的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果、檢測結(jié)果也證明該技術(shù)是沒有問題的。
其三、無論是過去還是現(xiàn)在，世界上一些知名企業(yè)還在大量生產(chǎn)各種PE-Xa管，而且產(chǎn)品類型較以往更多，工藝技術(shù)較以往更先進(jìn)。