[Popularne naklejki] Analiza przyczyn kruchości rur z tworzyw sztucznych PVC-U (2)

Kruchość tworzyw sztucznych zawsze była czynnikiem utrudniającym normalne funkcjonowanie niektórych firm. Kruchość rury w mniejszym lub większym stopniu wpływa na udział w rynku i reputację użytkowników tych producentów rur, zarówno pod względem wyglądu przekroju poprzecznego, jak i zatwierdzenia instalacji. Znajduje to pełne odzwierciedlenie we właściwościach fizyko-mechanicznych produktu.
W tym artykule zostaną omówione i przeanalizowane przyczyny kruchości rur z tworzywa sztucznego PVC-U na podstawie receptury, procesu mieszania, procesu wytłaczania, pleśni i innych czynników zewnętrznych.
Główne cechy kruchości rur PVC to: załamanie się w czasie cięcia, pęknięcie na zimno.
Istnieje wiele przyczyn złych właściwości fizycznych i mechanicznych wyrobów rurowych, głównie z następujących powodów:

Nieuzasadniony proces wytłaczania

(1) Materiał jest zbyt uplastyczniony lub niewystarczający. Jest to związane z ustawieniem temperatury procesu i stosunkiem zasilania. Jeśli temperatura zostanie ustawiona na zbyt wysoką, materiał ulegnie nadmiernemu uplastycznieniu. Niektóre składniki o niższej masie cząsteczkowej ulegną rozkładowi i ulatniają się. Jeśli temperatura będzie zbyt niska, pomiędzy składnikami nie będzie żadnych cząsteczek. Całkowicie stopiona struktura molekularna nie jest mocna. Jednakże stosunek podawania jest zbyt duży, co powoduje wzrost powierzchni nagrzewania i ścinania materiału oraz wzrost ciśnienia, co łatwo spowodować nadmierną plastyfikację; jeśli stosunek podawania jest zbyt mały, powierzchnia nagrzewania i ścinanie materiału zmniejszą się, co spowoduje mniejsze uplastycznienie. Niezależnie od tego, czy jest to nadmierna, czy niedostateczna plastyfikacja, spowoduje to przecięcie i odpryskiwanie rur.

(2) Niewystarczający nacisk na głowicę maszyny, z jednej strony związany z konstrukcją formy (opisane osobno poniżej), z drugiej strony jest związany ze stosunkiem zasilania i ustawieniem temperatury. Gdy ciśnienie jest niewystarczające, zwartość materiału jest słaba, co powoduje luźną tkankę. Materiał tuby jest kruchy. W tym momencie należy dostosować prędkość podawania dozującego i prędkość ślimaka wytłaczającego, aby kontrolować ciśnienie głowicy w zakresie od 25Mpa do 35Mpa.

(3) Niskocząsteczkowe składniki produktu nie są uwalniane. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa sposoby wytwarzania składników produktu o niskiej masie cząsteczkowej, jeden wytwarzany podczas mieszania na gorąco, a który można usunąć poprzez system osuszania i odprowadzania podczas mieszania na gorąco. Drugi to częściowo resztkowa i wytłoczona woda oraz gazowy chlorowodór powstający podczas ogrzewania. Jest to zazwyczaj wymuszony wylot przez wymuszony układ wydechowy sekcji wydechowej silnika głównego. Próżnia wynosi zazwyczaj od -0,05Mpa do 0,08Mpa. Jeżeli nie będzie ona otwarta lub będzie zbyt mała, w produkcie pozostaną składniki niskocząsteczkowe, co spowoduje pogorszenie właściwości mechanicznych rury.

(4) Moment obrotowy śruby jest zbyt niski, moment obrotowy śruby jest wartością maszyny reakcyjnej w stanie siły, ustawiona jest temperatura procesu, a współczynnik podawania jest bezpośrednio odzwierciedlony w wartości momentu obrotowego śruby. Zbyt niska w pewnym stopniu świadczy o niskiej temperaturze lub małym współczynniku podawania, przez co materiał nie jest w pełni uplastyczniony w stopniu wytłaczania, co również wpłynie na pogorszenie właściwości mechanicznych rury. Według różnych urządzeń do wytłaczania i form, moment obrotowy śruby wynosi zwykle od 60% do 85%, aby spełnić wymagania.

(5) Prędkość trakcji nie odpowiada prędkości wytłaczania. Jeśli prędkość ciągnięcia jest zbyt duża, właściwości mechaniczne ścianki rury ulegną pogorszeniu, a prędkość ciągnięcia będzie zbyt mała. Wytrzymałość rury będzie wysoka, a produkt będzie w stanie o dużej wytrzymałości na rozciąganie, co będzie miało również wpływ na właściwości mechaniczne rury.

Nieuzasadniony projekt formy

(1) Konstrukcja sekcji matrycy jest nieuzasadniona, zwłaszcza rozmieszczenie wewnętrznych żeber i obróbka kąta międzyfazowego. To spowoduje koncentrację stresu. Istnieje potrzeba ulepszenia projektu i wyeliminowania kątów prostych i ostrych na interfejsie.

(2) Nacisk matrycy jest niewystarczający. Ciśnienie na matrycy jest bezpośrednio określone przez stopień sprężania formy, zwłaszcza długość prostego odcinka formy. Jeśli stopień sprężania matrycy będzie za mały lub odcinek prosty będzie za krótki, wyrób nie będzie gęsty i nie będzie to miało wpływu na właściwości fizyczne. Z jednej strony zmiana ciśnienia matrycy może regulować opór przepływu poprzez zmianę długości płaskiej części matrycy; z drugiej strony można wybrać różne stopnie sprężania, aby zmienić ciśnienie wytłaczania na etapie projektowania formy, należy jednak zauważyć, że stopień sprężania głowicy powinien wynosić. Stopień sprężania ślimaka wytłaczarki jest dostosowywany; możliwa jest także zmiana parametrów procesu wytłaczania oraz zwiększenie blachy perforowanej w celu zmiany ciśnienia stopu.

(3) W przypadku pogorszenia wydajności spowodowanego słabą zbieżnością żeber bocznikowych należy odpowiednio zwiększyć długość żeber i powierzchnię zewnętrzną, żebra i żebra na zbiegu lub zwiększyć stopień sprężania, aby rozwiązać problem.

(4) Wypływ z matrycy jest nierówny, co powoduje nierówną grubość ścianki rury lub niespójną zwartość. Spowodowało to również różnicę we właściwościach mechanicznych pomiędzy dwiema powierzchniami rury. Czasami nie zdaliśmy testu podczas ciosów na zimno, co tylko to potwierdzało. Jeśli chodzi o rury niestandardowe, takie jak cienkie ścianki, nie będziemy tutaj więcej mówić.

(5) Szybkość chłodzenia matrycy kalibrującej. Temperatura wody chłodzącej często nie przyciąga wystarczającej uwagi. Zadaniem wody chłodzącej jest schładzanie i kształtowanie dużego łańcucha molekularnego rozciągniętego przez rurę w odpowiednim czasie, aby osiągnąć cel użytkowania. Powolne chłodzenie pozwala na rozciągnięcie łańcucha molekularnego przez wystarczającą ilość czasu, aby ułatwić kształtowanie. Szybkie chłodzenie, różnica temperatur między temperaturą wody a wytłaczanym półwyrobem rury jest zbyt duża, a produkt ulega hartowaniu, co nie sprzyja poprawie właściwości produktu w niskich temperaturach.

Z wyjaśnień fizyki polimerów wynika, że ​​łańcuch wielkocząsteczkowy PVC ulega zwijaniu i rozciąganiu pod wpływem temperatury i siły zewnętrznej. Po wycofaniu temperatury i siły zewnętrznej łańcuch makrocząsteczkowy nie powraca z czasem do stanu wolnego i znajduje się w stanie szklistym. Nieuporządkowany i nieuporządkowany układ skutkujący udarnością produktów makroskopowych w niskiej temperaturze.

Od technologii przetwarzania tworzyw sztucznych po rurę PCV po wytłaczaniu, produkt podlega procesowi relaksacji naprężeń po usunięciu temperatury i siły zewnętrznej. W procesie tym korzystna jest odpowiednia temperatura wody chłodzącej. Gdy temperatura wody chłodzącej jest zbyt niska, naprężenia w produkcie nie są eliminowane, co powoduje spadek wydajności produktu. Dlatego też chłodzenie rur odbywa się metodą powolnego chłodzenia i może zapobiegać wypaczaniu, zginaniu i kurczeniu się uformowanego produktu, a także może zapobiegać obniżeniu udarności produktu z powodu naprężeń wewnętrznych. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura wody jest kontrolowana na poziomie 20°C.

Aby delikatnie schłodzić kształtkę bez hartowania, rurę wodną podłączoną do chłodzącej tulei zaklejanej podłącza się do tylnej części kształtki tak, aby kierunek przepływu wody w kształtce był przeciwny do kierunku ruchu kształtki i był odprowadzany z przodu tulei zaklejanej. Nie powoduje to hartowania kształtki wstępnej i nadmiernych naprężeń wewnętrznych na skutek niskiej temperatury wody, co powoduje, że rura staje się krucha i spada udarność profilu. Dodanie lub zmniejszenie ilości wypełniaczy przy jednoczesnym zwiększaniu ilości wypełniacza wpływa bezpośrednio na jego elastyczność. Jeśli wypełniacza jest za dużo, rura będzie dmuchana na zimno i nie będzie odpowiadać standardowi.

Jeśli wypełniacz jest za mały, rura będzie miała dużą szybkość zmiany wymiarów. To samo dotyczy zwiększania lub zmniejszania wskaźnika elastyczności i konieczne jest zwiększenie lub zmniejszenie modyfikatora udarności lub środka wspomagającego przetwarzanie, a zwiększenie lub zmniejszenie środka ułatwiającego przetwarzanie wpływa bezpośrednio na wskaźnik sztywności.

Jeśli środek pomocniczy jest zbyt duży, wskaźnik sztywności rury zmniejszy się; jeśli środek pomocniczy w obróbce jest zbyt mały, wskaźnik sztywności profilu wzrośnie. W sformułowaniu oba stanowią sprzeczny i ujednolicony wzajemny czynnik ograniczający, ale nie można powiedzieć, że wskaźnik sztywności wzrasta. Nieuzasadnione jest utrzymywanie wskaźnika elastyczności w celu zwiększenia ilości wypełniacza przy jednoczesnym zwiększaniu substancji pomocniczej w przetwórstwie bez żadnej zasady. Dlatego w systemie recepturowania należy określić optymalny punkt połączenia, aby osiągnąć równowagę pomiędzy sztywnością i elastycznością.

Wpływ procesu wytłaczania na sztywność i wskaźnik elastyczności rur

Ustawienie temperatury wytłaczania jest jednym z czynników wpływających na stopień uplastycznienia materiału. Niskocząsteczkowy polimer zawarty w materiale nadplastyfikowanym rozkłada się i ulatnia, powodując zmianę struktury międzycząsteczkowej zwiększając wskaźnik sztywności i zmniejszając wskaźnik elastyczności. Niewystarczające uplastycznienie materiału, brak dostatecznego stopienia pomiędzy cząsteczkami składników w materiale spowoduje zmniejszenie wskaźnika sztywności, a wskaźnik elastyczności nie zostanie w pełni wykazany.

Moment obrotowy śruby i ciśnienie wyciskania są proporcjonalne do sztywności profilu i rosną wraz ze wzrostem momentu obrotowego i ciśnienia.

Wskaźnik elastyczności jest do niego odwrotnie proporcjonalny i maleje wraz ze wzrostem momentu obrotowego i ciśnienia. Trzeba dodać, że zaraz po uruchomieniu maszyny okaże się, że poszczególne profile nie są zapadnięte, ale okaże się, że wewnętrzne żebra mają niewielkie pęcherzyki, co jest nowym problemem.