[ملصقات علمية] تحليل سبب هشاشة الأنابيب البلاستيكية PVC-U (الجزء الأول)

لطالما كان هشاشة المواد البلاستيكية أحد العوامل التي ابتليت بها التشغيل العادي لبعض الشركات. لقد أثر هشاشة الأنابيب بشكل أو بآخر على حصة السوق وسمعة المستخدم لشركات الأنابيب هذه من حيث المظهر المقطعي والموافقة على التركيب. ينعكس هشاشة الأنابيب بشكل أساسي في الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمنتج.

تناقش هذه المقالة وتحلل أسباب هشاشة الأنابيب البلاستيكية PVC-U من الصيغة وعملية الخلط وعملية البثق والعفن والعوامل الخارجية الأخرى.

الخصائص الرئيسية لأنابيب PVC التي تصبح هشة هي: التشقق والتمزق أثناء اللكم البارد أثناء التقطيع.

هناك العديد من الأسباب لضعف الخواص الفيزيائية والميكانيكية لمنتجات الأنابيب ، وأهمها ما يلي:

صيغة غير معقولة وعملية الخلط

(1) حشو أكثر من اللازم. في ضوء الأسعار المنخفضة الحالية في السوق وارتفاع أسعار المواد الخام ، فإن الشركات المصنعة للأنابيب تدور حول خفض التكاليف. تعمل شركات تصنيع الأنابيب العادية على تقليل التكاليف دون تقليل الجودة عن طريق تحسين مجموعة الصيغ ؛ خفضت بعض الشركات المصنعة جودة منتجاتها مع تقليل التكاليف. نظرًا لتكوين الصيغة ، فإن الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية هي إضافة مواد مالئة. الحشو المستخدم بشكل شائع في الأنابيب البلاستيكية PVC-U هو كربونات الكالسيوم.

في أنظمة الصياغة السابقة ، كان معظمها مليئًا بالكالسيوم الثقيل ، والغرض منه زيادة الصلابة وتقليل التكاليف. ومع ذلك ، نظرًا لشكل الجسيمات غير المنتظم وحجم الجسيمات الخشنة نسبيًا ، فإن الكالسيوم الثقيل له توافق ضعيف مع جسم راتينج PVC ، لذا فإن إضافته عالية جدًا. منخفض ، وعندما يزداد عدد النسخ ، سيتأثر لون الأنبوب ومظهره.

الآن مع تطور التكنولوجيا ، فإن معظم استخدام كربونات الكالسيوم المنشط خفيفة الوزن للغاية ، أو حتى كربونات الكالسيوم النانوية ، والتي لا تلعب فقط دور زيادة الصلابة والتعبئة ، ولكن لها أيضًا دور التعديل ، ولكن كمية التعبئة ليست لانهائية ، يجب التحكم في نسبتها. الآن يضيف بعض المصنّعين كربونات الكالسيوم إلى 20-50 جزءًا بالكتلة من أجل تقليل التكلفة ، مما يقلل بشكل كبير من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للملف الجانبي ويؤدي إلى هشاشة الأنبوب.

(2) نوع وكمية معدل التأثير المضافة. معدل التأثير عبارة عن بوليمر جزيئي عالي يمكنه زيادة الطاقة الإجمالية لتمزق PVC تحت الضغط.

في الوقت الحاضر ، الأنواع الرئيسية لمعدلات التأثير للـ PVC الصلب هي CPE ، ACR ، MBS ، ABS ، EVA ، إلخ. لا يحتوي التركيب الجزيئي لمعدلات CPE و EVA و ACR على روابط مزدوجة ، وله مقاومة جيدة للطقس ومناسبة كمواد بناء خارجية ، يتم مزجها مع PVC لتحسين مقاومة التأثير ، وقابلية المعالجة ، ومقاومة الطقس من PVC الصلب بشكل فعال.

في نظام مزيج PVC / CPE ، تزداد قوة تأثيره مع زيادة كمية CPE ، مما يظهر منحنى على شكل حرف S. عندما تكون كمية الإضافة أقل من 8 أجزاء بالكتلة ، فإن قوة تأثير النظام تزداد قليلاً ؛ عندما تكون كمية الإضافة 8-15 جزءًا بالكتلة ، يكون معدل الزيادة هو الأكبر ؛ بعد ذلك ، يميل معدل الزيادة إلى أن يكون ثابتًا.

عندما تكون كمية CPE أقل من 8 أجزاء بالكتلة ، لا يكفي تكوين بنية شبكة ؛ عندما تكون كمية CPE من 8 إلى 15 جزءًا بالكتلة ، يتم تشتيتها بشكل مستمر ومنتظم في نظام المزج لتشكيل بنية شبكة مفصولة عن الطور تجعل المزج تزداد قوة تأثير النظام بشكل أكبر ؛ عندما تتجاوز كمية CPE 15 جزءًا بالكتلة ، لا يمكن تشكيل التشتت المستمر والمنتظم ، ولكن جزءًا من CPE يشكل هلامًا ، بحيث لا توجد جسيمات CPE مناسبة للتشتت عند السطح البيني ثنائي الطور لامتصاص طاقة التأثير ، لذلك فإن نمو قوة التأثير يميل إلى أن يكون بطيئًا.

في نظام المزج PVC / ACR ، يمكن لـ ACR تحسين مقاومة تأثير نظام المزج بشكل كبير. في نفس الوقت ، يمكن أن تشتت جسيمات "النواة-الغلاف" بشكل موحد في مصفوفة PVC. PVC هي المرحلة المستمرة ، و ACR هي المرحلة المشتتة. يتشتت في المرحلة المستمرة من PVC ، وهو يتفاعل مع PVC ويعمل كمساعد معالجة لتعزيز التلدين والبلاستيك PVC. هلام ، وقت قصير للبلاستيك ، وأداء معالجة جيد. درجة حرارة التشكيل ووقت التلدين لهما تأثير ضئيل على قوة التأثير المحزوز ، كما أن الانخفاض في معامل الانحناء المرن صغير أيضًا.

الجرعة العامة هي 5-7 أجزاء بالكتلة. تتميز منتجات PVC الصلبة التي تم تعديلها بواسطة ACR بقوة تأثير ممتازة في درجة حرارة الغرفة أو قوة تأثير منخفضة في درجة الحرارة. ومع ذلك ، فقد ثبت من خلال التجارب أن قوة تأثير ACR أعلى بحوالي 30٪ من قوة تأثير CPE. لذلك ، يجب استخدام نظام مزج PVC / ACR قدر الإمكان في الصياغة ، و عند التعديل باستخدام CPE وكانت الكمية أقل من 8 أجزاء بالكتلة ، غالبًا ما يصبح الأنبوب هشًا.

(3) الكثير جدا أو القليل جدا من الموازن. يتمثل دور المثبت في منع التحلل ، أو التفاعل مع كلوريد الهيدروجين المنطلق ، ومنع تغير اللون أثناء معالجة البولي فينيل كلوريد.

تختلف كمية المثبت وفقًا للنوع ، ولكن بشكل عام ، فإن الجرعة الزائدة ستؤخر وقت تلدين المادة ، بحيث لا يتم تلدين المادة عند تصديرها إلى القالب ، والجزيئات في نظام الصيغة ليست كذلك تنصهر تماما. يتسبب في ضعف بنيتها الجزيئية.

عندما تكون الجرعة صغيرة جدًا ، فإنها ستؤدي إلى تدهور أو تحلل الوزن الجزيئي المنخفض نسبيًا في نظام الصيغة (يمكن القول أيضًا أنه مفرط في اللدائن) ، مما يؤدي إلى إتلاف استقرار التركيب الجزيئي لكل مكون. لذلك ، ستؤثر كمية المثبت أيضًا على قوة تأثير الأنبوب. سيؤدي الكثير أو القليل جدًا إلى انخفاض قوة الأنبوب مما يؤدي إلى هشاشته.

(4) كمية زائدة من مواد التشحيم الخارجية. تمتاز مادة التشحيم الخارجية بتوافق منخفض مع الراتينج ، والذي يمكن أن يعزز الانزلاق بين جزيئات الراتينج ، وبالتالي تقليل حرارة الاحتكاك وتأخير عملية الصهر. يكون تأثير مادة التشحيم هذا في المرحلة المبكرة من عملية المعالجة (أي تأثير التسخين الخارجي والحرارة الاحتكاكية المتولدة داخليًا) قبل أن يذوب الراتينج تمامًا ويفقد الراتنج في الذوبان خصائصه المميزة) هو الأكبر.

تنقسم مواد التشحيم الخارجية إلى تشحيم مسبق وما بعد التشحيم . تظهر المواد ذات التشحيم المفرط مظهرًا سيئًا في ظل ظروف مختلفة. إذا كانت كمية مادة التشحيم غير صحيحة ، فقد تتسبب في حدوث علامات تدفق ، وانخفاض الإنتاج ، وتعكر ، وتأثير ضعيف ، وسطح خشن. ، التصاق ، تلدين ضعيف ، إلخ. خاصة عندما يكون الكمية كبيرة جدًا ، فسوف تتسبب في ضعف الاكتناز وضعف اللدونة للملف الجانبي ، مما يؤدي إلى أداء تأثير ضعيف وهشاشة الأنبوب .

(5) تسلسل التغذية للخلط الساخن ، وضبط درجة الحرارة ووقت المعالجة لها عوامل حاسمة في أداء التشكيل الجانبي. هناك العديد من المكونات في صيغة PVC-U. يجب أن يؤدي ترتيب الإضافة المختار إلى تأثير كل مادة مضافة ويزيد من سرعة التشتت ، مع تجنب تأثيرها التآزري غير المرغوب فيه. يجب أن يساعد ترتيب إضافة المواد المضافة في زيادة المواد المساعدة تأثير. تتغلب التأثيرات التكميلية للعوامل على آثار الإزالة والقضاء المتبادلين ، بحيث يمكن للإضافات التي يجب أن تشتت في راتينج PVC أن تدخل بالكامل داخل راتينج PVC.

تسلسل التغذية لصيغة النظام المستقر النموذجي هو كما يلي:

أ متى يعمل بسرعة منخفضة ، أضف راتينج PVC إلى وعاء الخلط الساخن ؛

ب أضف المثبت والصابون تحت عملية عالية السرعة عند 60 درجة مئوية ؛

ج إضافة مواد التشحيم الداخلية ، والأصباغ ، ومعدلات التأثير ، ومساعدات المعالجة عند حوالي 80 درجة مئوية في ظل التشغيل عالي السرعة ؛

د أضف مواد التشحيم الخارجية مثل الشموع عند حوالي 100 درجة مئوية وبسرعة عالية ؛

ه إضافة حشو تحت عملية عالية السرعة عند 110 درجة مئوية ؛

F تفريغ المواد في خزان الخلط البارد للتبريد بسرعة منخفضة من 110 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية ؛

ز يخلط على البارد حتى تنخفض درجة حرارة المادة إلى حوالي 40 درجة مئوية ، ثم تفريغها. يعتبر تسلسل التغذية أعلاه أكثر منطقية ، ولكن في الإنتاج الفعلي ، يختلف أيضًا وفقًا لمعداتهم الخاصة والظروف المختلفة. تضيف معظم الشركات المصنعة إضافات أخرى مع الراتينج. هناك أيضًا كربونات الكالسيوم المنشط الخفيفة المضافة مع المكونات الرئيسية وما إلى ذلك.

يتطلب ذلك من الكوادر الفنية للمؤسسة العمل على تقنية معالجة مناسبة وتسلسل تغذية وفقًا لخصائص المؤسسة.

بشكل عام ، تكون درجة حرارة الخلط الساخن حوالي 120 درجة مئوية. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا ، لن يتم تبلور المواد وخلطها بشكل موحد. وفوق درجة الحرارة هذه ، قد تتحلل بعض المواد وتتطاير ، ويتحول المسحوق الجاف المختلط إلى اللون الأصفر. يكون وقت الخلط بشكل عام من 7 إلى 10 دقائق قبل أن تتمكن المادة من تحقيق الضغط والتجانس والتكوين الجزئي للهلام. يكون المزيج البارد عمومًا أقل من 40 درجة مئوية ، ويجب أن يكون وقت التبريد قصيرًا. إذا كانت درجة الحرارة أكبر من 40 درجة مئوية وكانت سرعة التبريد بطيئة ، فسيكون المزيج الجاف المحضر أقل كثافة من المزيج التقليدي.

عادة ما يكون وقت نضج الخلطات الجافة 24 ساعة. إذا كانت المادة أطول من هذا الوقت ، فمن السهل امتصاص الماء أو التكتل. إذا كان أقل من هذا الوقت ، فإن بنية الجزيئات بين المواد غير مستقرة ، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في شكل وسماكة جدار الأنبوب أثناء البثق. . إذا لم يتم تعزيز الروابط أعلاه ، فستتأثر جودة منتجات الأنابيب ، وفي بعض الحالات ، سيكون الأنبوب هشًا.

هذه المقالة مأخوذة من الإنترنت ، للتعلم والتواصل فقط ، وليس لها غرض تجاري.

عرض المنتجات