[Popularne naklejki] Analiza przyczyn kruchości rur z tworzywa sztucznego PVC-U (I)

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:

Formuła i proces mieszania są nieuzasadnione

(1) Za dużo wypełniacza. W związku z obecnymi niskimi cenami na rynku i rosnącymi cenami surowców, producenci rur robią zamieszanie w kwestii obniżania kosztów. Zwykli producenci rur poprzez zoptymalizowaną kombinację receptur, przy założeniu nie obniżania jakości, obniżają koszty; Producenci obniżają koszty, jednocześnie obniżając jakość produktu. Ze względu na skład preparatu najbardziej bezpośrednim i skutecznym sposobem jest zwiększenie ilości wypełniacza. Wypełniaczem powszechnie stosowanym w rurach z tworzywa sztucznego PVC-U jest węglan wapnia.

W poprzednim systemie formulacji dodano większość wapnia, celem było zwiększenie sztywności i zmniejszenie kosztów, ale ciężki wapń był bardzo odmienny ze względu na nieregularny kształt cząstek i stosunkowo duży rozmiar cząstek oraz słabą kompatybilność korpusu z żywicy PVC. Niska, a liczba części zwiększa kolor i wygląd rury.

Obecnie, wraz z rozwojem technologii, większość ultradrobnego i lekko aktywowanego węglanu wapnia, nawet węglanu wapnia w skali nano, nie tylko odgrywa rolę zwiększającą sztywność i wypełnienie, ale także pełni funkcję modyfikacji, ale ilość wypełnienia nie jest Bez ograniczeń, proporcja powinna być kontrolowana. Niektórzy producenci dodają obecnie węglan wapnia w ilości 20-50 części masowych, aby obniżyć koszty, co znacznie zmniejsza właściwości fizyczne i mechaniczne profilu, powodując kruchość rury.

(2) Rodzaj i ilość dodanego modyfikatora udarności. Modyfikator udarności jest polimerem wielkocząsteczkowym zdolnym do zwiększenia całkowitej energii pękania polichlorku winylu pod wpływem naprężenia.

Obecnie głównymi odmianami modyfikatorów udarności sztywnego polichlorku winylu są CPE, ACR, MBS, ABS, EVA itp. Wśród nich struktura molekularna modyfikatorów CPE, EVA i ACR nie zawiera podwójnych wiązań, a odporność na warunki atmosferyczne jest dobra. Jako zewnętrzne materiały budowlane są mieszane z PVC, aby skutecznie poprawić odporność twardego PVC na uderzenia, przetwarzalność i odporność na warunki atmosferyczne.

W układzie mieszanki PVC/CPE 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; ilość dodatku wzrasta najbardziej, gdy wynosi 8-15 części masowych; wówczas tempo wzrostu jest zwykle łagodne.

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 układzie mieszania, tworząc strukturę sieciową, w której rozdział faz nie jest rozdzielony, tak że przeprowadzane jest mieszanie. Najbardziej wzrasta udarność systemu; gdy ilość CPE przekracza 15 części masowych, nie można utworzyć ciągłej i jednolitej dyspersji, ale część CPE tworzy żel, tak że na styku dwóch faz nie ma odpowiednio zdyspergowanych cząstek CPE. Aby pochłonąć energię uderzenia, wzrost siły uderzenia jest zwykle powolny.

W mieszankach PVC/ACR, ACR może znacznie poprawić odporność mieszanki na uderzenia. Jednocześnie cząstki „powłoki jądrowej” mogą być równomiernie rozproszone w matrycy PVC. PVC jest fazą ciągłą, ACR jest fazą rozproszoną i jest rozproszony w ciągłej fazie PVC w celu interakcji z PVC, który działa jako środek pomocniczy w przetwarzaniu, promując plastyfikację PVC. Żelowanie, krótki czas plastyfikacji i dobre właściwości przetwórcze. Temperatura formowania i czas plastyfikacji mają niewielki wpływ na udarność z karbem, a moduł sprężystości przy zginaniu nieznacznie maleje.

Ogólnie rzecz biorąc, ilość twardego produktu PCV modyfikowanego metodą ACR wynosi 5-7 części masowych i ma doskonałą udarność w temperaturze pokojowej lub udarność w niskiej temperaturze. Dowody eksperymentalne pokazują, że ACR ma o 30% większą udarność niż CPE. Dlatego też w recepturze stosuje się możliwie jak najwięcej układu mieszanki PVC/ACR, a modyfikacja CPE w ilości mniejszej niż 8 części masowych ma tendencję do powodowania kruchości tuby.

(3) Za dużo lub za mało stabilizatora. Rolą stabilizatora jest hamowanie degradacji lub reagowanie z uwolnionym chlorowodorem oraz zapobieganie odbarwieniu podczas przetwarzania polichlorku winylu.

Stabilizatory różnią się w zależności od rodzaju, ale ogólnie rzecz biorąc, zbyt duże użycie opóźnia czas plastyfikacji materiału, co skutkuje mniejszą plastyfikację materiału w momencie opuszczania formy i nie dochodzi do całkowitego stopienia cząsteczek w układzie formulacji. Powoduje, że jego struktura międzycząsteczkowa jest słaba.

Gdy ilość jest zbyt mała, stosunkowo niskocząsteczkowe substancje w układzie preparatu mogą ulec degradacji lub rozkładowi (co jest również określane jako nadmierna plastyfikacja), a stabilność struktury międzycząsteczkowej każdego składnika może zostać zniszczona. 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 jest mniej rozpuszczalny w żywicy i może sprzyjać ślizganiu się cząstek żywicy, zmniejszając w ten sposób ciepło tarcia i opóźniając proces topienia. To działanie smaru ma miejsce na wczesnym etapie procesu przetwarzania (tj. zewnętrznego ogrzewania i ciepła tarcia generowanego wewnętrznie). Jest on największy przed całkowitym stopieniem żywicy i żywica w stopie traci swoje właściwości identyfikacyjne.

Zewnętrzny smar dzieli się na smarowanie przed i po smarowaniu, a nadmiernie nasmarowany materiał wykazuje zły kształt w różnych warunkach. Niewłaściwe użycie smaru może spowodować powstawanie śladów płynięcia, niską wydajność, zmętnienie, słabą udarność i szorstką powierzchnię. , przyczepność, słaba plastyfikacja itp. W szczególności, gdy ilość jest zbyt duża, zwartość profilu jest słaba, plastyfikacja jest słaba i właściwości udarowe są słabe, co powoduje kruchość rury.

(5) Kolejność mieszania na gorąco, ustawienie temperatury i czas utwardzania są również decydującymi czynnikami wpływającymi na właściwości profilu. W formule PVC-U znajduje się wiele składników. Kolejność dodawania powinna być korzystna dla roli każdego dodatku i korzystne jest zwiększenie szybkości dyspersji i uniknięcie niekorzystnego efektu synergistycznego. Kolejność dodatków powinna pomóc ulepszyć środek pomocniczy. Synergistyczne działanie środka przezwycięża efekt eliminacji gramów fazowych, dzięki czemu środki pomocnicze, które powinny być zdyspergowane w żywicy PVC, całkowicie przedostają się do wnętrza żywicy PVC.

Typowa sekwencja dodawania formuły układu stabilizującego jest następująca:
a Gdy pracujesz na niskiej prędkości, dodaj żywicę PVC do gorącego garnka do mieszania;
b Dodać stabilizator i mydło w temperaturze 60°C przy pracy z dużą prędkością;
c Dodawanie wewnętrznych smarów, pigmentów, modyfikatorów udarności i środków pomocniczych przy wysokich prędkościach około 80 °C;
d Dodaj wosk lub inny zewnętrzny smar z dużą prędkością około 100 ° C;
e Dodawanie wypełniacza w temperaturze 110°C przy pracy z dużą prędkością;
f wyładować materiał do zimnego zbiornika mieszającego przy niskiej prędkości 110°C - 120°C w celu schłodzenia;
g Po obniżeniu temperatury do około 40°C materiał zostaje wyładowany. Powyższa kolejność podawania jest rozsądna, jednak w rzeczywistej produkcji, zgodnie z własnym sprzętem i różnymi warunkami, większość producentów oprócz żywicy dodaje inne dodatki. Do głównego składnika dodaje się także lekko aktywowany węglan wapnia i tym podobne.

Wymaga to od personelu technicznego firmy opracowania własnej technologii przetwarzania i kolejności karmienia zgodnie ze specyfiką firmy.

Generalnie temperatura mieszania na gorąco wynosi około 120°C. Gdy temperatura jest zbyt niska, materiał nie osiąga żelowania i mieszanina jest jednolita. Powyżej tej temperatury niektóre materiały mogą rozkładać się i ulatniać, a suchy zmieszany proszek jest żółty. Czas mieszania wynosi zazwyczaj 7-10 minut, aby osiągnąć zagęszczenie, homogenizację i częściowe żelowanie. Zimna mieszanka ma zazwyczaj temperaturę poniżej 40°C, a czas chłodzenia musi być krótki. Jeżeli temperatura jest wyższa niż 40°C i szybkość chłodzenia jest powolna, przygotowana sucha mieszanka będzie miała gorszą zwartość niż konwencjonalna.

Czas utwardzania suchej mieszanki wynosi zazwyczaj 24 godziny. Powyżej tego czasu materiał łatwo wchłania wodę lub ulega aglomeracji. Poniżej tego czasu struktura pomiędzy cząsteczkami materiału nie jest stabilna, co powoduje duże wahania wymiarów zewnętrznych i grubości ścianki rury podczas wytłaczania. . Jeśli powyższe linki nie zostaną wzmocnione, będzie to miało wpływ na jakość produktów rurowych. W niektórych przypadkach rura stanie się krucha.