聚乙烯（PE）是一种热塑性树脂，于1933年首次生产。在接下来的20年中，石化行业化学家推进了制造工艺，以降低成本，同时获得更好的等级。在20世纪50年代早期，菲利普斯石油公司的化学家开发了一种经济的工艺，并提供了一种称为高密度聚乙烯（HDPE）的新型聚乙烯。那时，可以生产各种等级的PE，很快树脂就被用于各种产品和应用中。
HDPE的首次使用是用于婴儿奶瓶。使用它代替玻璃是HDPE取代传统材料的开始，因为它改善了物理性能。它不会像玻璃一样破碎，生产成本更低，而且更安全。如今，HDPE已经取代了用于瓶子和金属的玻璃，用于桶，桶和气罐，并且它被用于许多其他应用，包括包装和管道组件和系统。根据美国“塑料新闻”报道，HDPE在北美和墨西哥的销量已接近160亿磅，今年将有更多产能投产。
关于HDPE的历史
对于管材，现在使用的HDPE等级与早期材料不同，甚至与当今消费者应用中使用的其他HDPE材料完全不同。管道级HDPE是一种高度工程化的化合物，专为关键应用中的长期服务而设计。在可用于制造之前，它经过一系列严格的测试程序。
20世纪50年代后期，固壁HDPE管开始取代石油和天然气收集系统中的金属管。在20世纪60年代早期，天然气公司开始用PE管替换失效的铁管，并且由于其成功的性能历史，目前安装的所有新配气系统中有95％使用PE管。很快，瓦楞纸HDPE管开始取代农业排水系统中的粘土管。20世纪80年代后期，大口径瓦楞纸HDPE管开始取代雨水涵洞中的金属和混凝土。该材料继续发展为现在的第三代和第四代开发，每个开发都具有改进的性能。
热塑性管道系统对管道选择具有可持续性和环保性。它们在制造过程中具有高能效，并在使用过程中提供峰值保护。与金属或混凝土替代品相比，它们还需要比制造，运输和安装更少的能源。塑料管道系统具有耐腐蚀和耐磨损性能，使用寿命长，提供出色的接头性能，并提供无泄漏保护，使其具有良好的价值。
几个世纪以来，农民都知道适当的田间排水和灌溉是提高作物产量的关键部分，因此他们使用粘土砖。研究表明，当田地“平铺”时，大豆产量增加43％，玉米产量增加30％。随着HDPE树脂的出现和制造波纹管的能力，农业市场成为更多管道开发的起点。在不到一代的时间里，瓦楞纸HDPE管取代了已经使用了数百年的产品。不久之后，更大的直径提供了新的应用，特别是在交通部门和其他公共风暴排水项目中。
关于HDPE的聚合物性能
管道级HDPE树脂是由PE共聚物（也称为树脂）组成的化合物，其中添加了着色剂，稳定剂，抗氧化剂和其他成分以增强材料的性质。该配方产生HDPE管，坚韧，耐用且坚固。
HDPE管材几乎完全归类为热塑性塑料，因为它们在充分加热时会软化和熔化，然后在冷却时硬化。这个过程也可以逆转，使树脂在管道使用寿命结束时可以回收到其他应用中。
作为一种经过广泛测试的材料，HDPE管道提供了广泛记录的性能，并通过持续的实验室研究和数十年的现场服务持续验证。其他公用事业的设计工程师继续发现优势并确定HDPE产品的新用途。例如，因为用于管道生产的PE是工程树脂，它为管道提供了有利的强度重量比。HDPE管道的广泛和多样化应用的一些原因包括材料易于处理和不受土壤，化学品，环境水和湿气的侵蚀，以及它不会腐蚀或生锈的事实。由于HDPE是电的非导体，因此它不受由电解质如盐，酸和碱引起的基于电化学的腐蚀过程的影响。
HDPE管道不易受到生物攻击或结块的影响，能够抵抗生物堵塞，并在每个系统的整个使用寿命期间保持高，一致的流量。这意味着更少的磨损，为运行实用程序节省了大量成本。
除了用于制造瓦楞HDPE管材料的标准外，重要的是要注意管道是按照AASHTO，ASTM，CSA集团和美国铁路工程与维护等组织的众多行业标准制造，认证。此外，它还被联邦航空管理局，运输部门以及其他联邦和地方机构批准使用。这些国家标准定期由各种行业组织及其成员进行审核。不断努力使标准保持最新，增强和加强测试标准，并推进原材料和后制造管道。测试协议可以是广泛和极端的。
通过提交产品和通过独立测试，制造商向客户保证他们的产品符合标准的要求，包括物理性能，连接和安装方法的要求。
最初，瓦楞HDPE管的唯一连接机构是将两个平端管固定在一起以形成防污连接的连接器。当在现场和其他应用中进行配合连接时，这种类型的耦合器仍常用于农业应用。20世纪80年代，管道部分之间形成了更高完整性的接头，采用了钟罩耦合系统，通常比雨水排水系统更多地用于排污下水道。然后完善整体式钟罩和套管式联轴器。这就是双壁波纹HDPE管最常用的连接方法。下一代联轴器具有延长的内套，可为管段提供更多的接合。
已经认识到HDPE和聚丙烯管道系统的实用性。这些材料现在用于下水道和排水工程。树脂的可用性正在增加，管道制造商正在增加生产能力，原材料和管道系统设计的新发展表明热塑性管道应用是智能和可靠的选择。该行业将继续参与进步 – 正如该行业已经发展了半个多世纪。作为经过彻底审查和逐步推进的解决方案，热塑性管道系统将提供服务并满足世界各代人的需求。
