[Naklejki naukowe] Analiza przyczyn kruchości rur z tworzywa sztucznego PVC-U (część 1)

Kruchość tworzyw sztucznych zawsztj była czynnikiem utrudniającym normalne funkcjonowanie niektórych firm. Kruchość rur w mniejszym lub większym stopniu wpłynęła na udział w rynku i reputację użytkowników tych producentów rur pod względem wyglądu przekroju poprzecznego i zatwierdzeń instalacji. Kruchość rur jest w zasadzie w pełni odzwierciedlona we właściwościach fizycznych i mechanicznych produktu.

W artykule omówiono i przeanalizowano przyczyny kruchości rur z tworzyw sztucznych PVC-U na podstawie receptury, procesu mieszania, procesu wytłaczania, pleśni i innych czynników zewnętrznych.

Główne cechy kruchości rur PVC to: pękanie i pękanie podczas wykrawania na zimno podczas wykrawania.

Istnieje wiele przyczyn złych właściwości fizycznych i mechanicznych wyrobów rurowych, głównie z następujących powodów:

Nieuzasadniona formuła i proces mieszania

(1) Za dużo wypełniacza. W związku z obecnymi niskimi cenami na rynku i rosnącymi cenami surowców, producenci rur dążą do ograniczania kosztów. Regularni producenci rur obniżają koszty bez obniżania jakości poprzez optymalizację kombinacji receptur; niektórzy Producenci obniżyli jakość swoich produktów, jednocześnie obniżając koszty. Ze względu na skład formuły najbardziej bezpośrednim i skutecznym sposobem jest dodanie wypełniaczy. Wypełniaczem powszechnie stosowanym w rurach z tworzywa sztucznego PVC-U jest węglan wapnia.

W poprzednich układach recepturowych większość z nich była wypełniona wapniem ciężkim, co miało na celu zwiększenie sztywności i obniżenie kosztów. Jednakże, ze względu na nieregularny kształt cząstek i stosunkowo grubą wielkość cząstek, ciężki wapń ma słabą kompatybilność z korpusem żywicy PVC, więc jego dodatek jest bardzo wysoki. Niska, a gdy liczba kopii wzrośnie, będzie to miało wpływ na kolor i wygląd rury.

Teraz, wraz z rozwojem technologii, większość wykorzystuje ultradrobny, lekki, aktywowany węglan wapnia, a nawet nanowęglan wapnia, który nie tylko odgrywa rolę zwiększającą sztywność i wypełnienie, ale także pełni rolę modyfikacji , ale jego ilość napełnienia nie jest nieskończona, należy kontrolować jego proporcje. Obecnie niektórzy producenci dodają węglan wapnia w ilości 20-50 części masowych, aby obniżyć koszty, co znacznie pogarsza właściwości fizyczne i mechaniczne profilu i powoduje, że rura staje się krucha.

(2) Rodzaj i ilość dodanego modyfikatora udarności. Modyfikator udarności to wielkocząsteczkowy polimer, który może zwiększyć całkowitą energię rozerwania PVC pod wpływem naprężenia.

Obecnie głównymi odmianami modyfikatorów udarności do sztywnego PVC są CPE, ACR, MBS, ABS, EVA itp. Struktura molekularna modyfikatorów CPE, EVA, ACR nie zawiera podwójnych wiązań i ma dobrą odporność na warunki atmosferyczne i jest odpowiednia jako zewnętrzne materiały budowlane, są one mieszane z PVC, aby skutecznie poprawić odporność na uderzenia, przetwarzalność i odporność na warunki atmosferyczne sztywnego PVC.

W układzie mieszanki PVC/CPE jego udarność wzrasta wraz ze wzrostem ilości CPE, wykazując krzywą w kształcie litery S. Gdy ilość dodatku jest mniejsza niż 8 części masowych, udarność układu wzrasta bardzo nieznacznie; gdy dodana ilość wynosi 8-15 części masowych, szybkość wzrostu jest największa; następnie tempo wzrostu ma tendencję do utrzymywania się na stałym poziomie.

Gdy ilość CPE jest mniejsza niż 8 części masowych, nie wystarczy utworzyć struktury sieciowej; gdy ilość CPE wynosi 8-15 części masowych, jest on w sposób ciągły i równomiernie rozproszony w systemie mieszania, tworząc strukturę sieci z rozdziałem faz, która powoduje mieszanie. Udarność systemu wzrasta najbardziej; gdy ilość CPE przekracza 15 części masowych, nie można utworzyć ciągłej i jednolitej dyspersji, ale część CPE tworzy żel, tak że nie będzie odpowiednich cząstek CPE do dyspersji na granicy faz dwufazowej, aby pochłonąć energię uderzenia, więc wzrost udarności jest zwykle powolny.

W systemie mieszanki PVC/ACR, ACR może znacząco poprawić odporność systemu na uderzenia. Jednocześnie cząstki typu „rdzeń-powłoka” mogą być równomiernie rozproszone w matrycy PVC. PVC jest fazą ciągłą, a ACR jest fazą rozproszoną. Zdyspergowany w ciągłej fazie PVC, oddziałuje z PVC i działa jako środek pomocniczy w przetwarzaniu, promując plastyfikację i plastyfikację PVC. Żelowanie, krótki czas plastyfikacji i dobra wydajność przetwarzania. Temperatura formowania i czas plastyfikacji mają niewielki wpływ na udarność z karbem, a spadek modułu sprężystości przy zginaniu jest również niewielki.

Ogólna dawka wynosi 5-7 części masowych. Produkty z twardego PCV modyfikowane przez ACR mają doskonałą udarność w temperaturze pokojowej lub udarność w niskiej temperaturze. Jednakże eksperymenty wykazały, że udarność ACR jest o około 30% większa niż CPE. Dlatego w recepturze należy w miarę możliwości stosować system mieszania PVC/ACR po modyfikacji za pomocą CPE i w ilości mniejszej niż 8 części masowych rura często staje się krucha.

(3) Za dużo lub za mało stabilizatora. Rolą stabilizatora jest hamowanie degradacji, czyli reagowania z uwolnionym chlorowodorem i zapobieganie odbarwieniu podczas przetwarzania polichlorku winylu.

Ilość stabilizatora różni się w zależności od rodzaju, ale ogólnie rzecz biorąc, zbyt duża dawka opóźni czas plastyfikacji materiału, tak że materiał nie ulegnie uplastycznieniu po wyeksportowaniu do formy, a cząsteczki w układzie formuły nie zostaną całkowicie stopione. Powoduje, że jego struktura międzycząsteczkowa jest słaba.

Zbyt mała dawka spowoduje degradację lub rozkład stosunkowo niskiej masy cząsteczkowej w układzie formuły (można również powiedzieć, że jest nadmiernie uplastyczniona), co wpłynie na stabilność struktury międzycząsteczkowej każdego składnika. Dlatego ilość stabilizatora będzie miała również wpływ na udarność rury. Za dużo lub za mało spowoduje zmniejszenie wytrzymałości rury i spowoduje, że rura stanie się krucha.

(4) Nadmierna ilość zewnętrznego smaru. Zewnętrzny smar ma niską kompatybilność z żywicą, co może sprzyjać ślizganiu się cząstek żywicy, zmniejszając w ten sposób ciepło tarcia i opóźniając proces topienia. Ten wpływ środka smarnego występuje na wczesnym etapie procesu przetwarzania (tj. efekt ogrzewania zewnętrznego i ciepło tarcia generowane wewnętrznie), zanim żywica całkowicie się stopi, a żywica w stopie straci swoje właściwości identyfikacyjne) jest największy.

Smary zewnętrzne dzielą się na smarowanie wstępne i smarowanie następcze . Materiały nadmiernie smarowane wykazują zły wygląd w różnych warunkach. Jeśli ilość smaru jest nieprawidłowa, może to spowodować ślady płynięcia, niską wydajność, zmętnienie, słabą udarność i szorstką powierzchnię. , Przyczepność, słaba plastyfikacja itp. Zwłaszcza gdy ilość jest zbyt duża, spowoduje to słabą zwartość i słabą plastyfikację profilu, co skutkuje słabą udarnością i kruchością rury .

(5) Kolejność podawania podczas mieszania na gorąco, ustawienie temperatury i czas utwardzania również mają decydujące znaczenie dla właściwości użytkowych profilu. W formule PVC-U znajduje się wiele składników. Wybrana kolejność dodawania powinna sprzyjać działaniu każdego dodatku i zwiększać szybkość dyspergowania, unikając jednocześnie jego niepożądanego efektu synergistycznego. Kolejność dodawania dodatków powinna pomóc w zwiększeniu dodatku efekt. Komplementarne działanie środków pokonuje skutki wzajemnej eliminacji i eliminacji , tak aby dodatki, które powinny być zdyspergowane w żywicy PVC, mogły w całości przedostać się do wnętrza żywicy PVC.

Kolejność karmienia w typowym stabilnym systemie jest następująca:

Kiedy pracując z małą prędkością, dodaj żywicę PVC do gorącego garnka do mieszania;

b Dodać stabilizator i mydło w trybie pracy z dużą prędkością w temperaturze 60°C;

c Dodać wewnętrzne smary, pigmenty, modyfikatory udarności i środki ułatwiające przetwarzanie w temperaturze około 80°C przy pracy z dużą prędkością;

d Dodaj zewnętrzne smary, takie jak woski, w temperaturze około 100°C i przy dużej prędkości;

e Dodać wypełniacz w trybie pracy z dużą prędkością w temperaturze 110°C;

f Rozładować materiały do zimnego zbiornika mieszającego w celu schłodzenia przy niskiej prędkości 110°C-120°C;

g Mieszać na zimno, aż temperatura materiału spadnie do około 40°C, następnie rozładować. Powyższa kolejność karmienia jest bardziej rozsądna, ale w rzeczywistej produkcji różni się również w zależności od własnego sprzętu i różnych warunków. Większość producentów dodaje wraz z żywicą inne dodatki. Do głównych składników dodaje się także lekko aktywowany węglan wapnia i tak dalej.

Wymaga to od personelu technicznego przedsiębiorstwa opracowania odpowiedniej technologii przetwarzania i kolejności podawania, zgodnie z charakterystyką przedsiębiorstwa.

Ogólnie temperatura mieszania na gorąco wynosi około 120°C. Gdy temperatura jest zbyt niska, materiały nie zostaną zżelowane i wymieszane równomiernie. Powyżej tej temperatury niektóre materiały mogą się rozkładać i ulatniać, a suchy zmieszany proszek zmieni kolor na żółty. Czas mieszania wynosi zazwyczaj 7–10 minut, zanim materiał osiągnie zagęszczenie, homogenizację i częściowe żelowanie. Zimna mieszanka ma zazwyczaj temperaturę poniżej 40°C, a czas chłodzenia musi być krótki. Jeśli temperatura jest wyższa niż 40°C i prędkość chłodzenia jest mała, przygotowana sucha mieszanka będzie mniej gęsta niż konwencjonalna.

Czas dojrzewania suchych mieszanek wynosi zazwyczaj 24 godziny. Jeśli materiał jest dłuższy niż ten czas, łatwo wchłania wodę lub ulega aglomeracji. Jeżeli jest on krótszy niż ten czas, struktura cząsteczek pomiędzy materiałami nie jest stabilna, co powoduje duże wahania kształtu i grubości ścianki rury podczas wytłaczania. . Jeżeli powyższe ogniwa nie zostaną wzmocnione, będzie to miało wpływ na jakość wyrobów rurowych, a w niektórych przypadkach rura stanie się krucha.

Ten artykuł pochodzi z Internetu, służy wyłącznie do nauki i komunikacji, nie ma celów komercyjnych.

Produkty pokaż