[ملصقات علمية] تحليل أسباب هشاشة الأنابيب البلاستيكية المصنوعة من مادة PVC-U (الجزء الأول)

لقد كانت هشاشة البلاستيك دائمًا عاملاً يعيق العمل الطبيعي لبعض الشركات. لقد أثرت هشاشة الأنابيب بشكل أو بآخر على حصة السوق وسمعة المستخدم لشركات الأنابيب هذه من حيث مظهر المقطع العرضي والموافقة على التركيب. إن هشاشة الأنابيب تنعكس بشكل أساسي بشكل كامل في الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمنتج.

تناقش هذه المقالة وتحلل أسباب هشاشة الأنابيب البلاستيكية المصنوعة من مادة PVC-U من حيث التركيبة وعملية الخلط وعملية البثق والقالب وعوامل خارجية أخرى.

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

هناك العديد من الأسباب التي تؤدي إلى ضعف الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لمنتجات الأنابيب، وأهمها ما يلي:

صيغة غير معقولة وعملية خلط

(١) الكثير من الحشو. في ضوء الأسعار المنخفضة الحالية في السوق وارتفاع أسعار المواد الخام، فإن مصنعي الأنابيب يهدفون إلى خفض التكاليف. يقوم مصنعو الأنابيب العاديون بخفض التكاليف دون تقليل الجودة من خلال تحسين مجموعة الصيغ؛ وقد قام بعض المصنعين بخفض جودة منتجاتهم مع تقليل التكاليف. نظرًا لتركيبة الصيغة، فإن الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية هي إضافة مواد الحشو. الحشو المستخدم عادة في الأنابيب البلاستيكية المصنوعة من مادة PVC-U هو كربونات الكالسيوم.

في أنظمة التركيب السابقة، كان معظمها مملوءًا بالكالسيوم الثقيل، وكان الغرض منه زيادة الصلابة وخفض التكاليف. ومع ذلك، بسبب شكل جزيئاته غير المنتظم وحجم جزيئاته الخشن نسبيًا، فإن الكالسيوم الثقيل لديه توافق ضعيف مع جسم راتنج PVC، وبالتالي فإن إضافته عالية جدًا. منخفض، وعندما يزيد عدد النسخ، سيتأثر لون الأنبوب ومظهره.

الآن مع تطور التكنولوجيا، فإن معظم استخدام كربونات الكالسيوم المنشطة خفيفة الوزن فائقة الدقة، أو حتى كربونات الكالسيوم النانوية، والتي لا تلعب دور زيادة الصلابة والحشو فحسب، بل لها أيضًا دور التعديل ولكن كمية ملئها ليست غير محدودة، بل يجب التحكم في نسبتها. الآن يقوم بعض المصنعين بإضافة كربونات الكالسيوم إلى 20-50 جزءًا من الكتلة من أجل تقليل التكلفة، مما يقلل بشكل كبير من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للملف ويتسبب في هشاشة الأنبوب.

(2) نوع وكمية معدِّل التأثير المضاف. معدِّل التأثير عبارة عن بوليمر جزيئي عالي يمكنه زيادة الطاقة الإجمالية لتمزق مادة 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 وEVA وACR على روابط مزدوجة، ويتمتع بمقاومة جيدة للطقس ومناسب كمواد بناء خارجية، ويتم مزجها مع PVC لتحسين مقاومة الصدمات وقابلية المعالجة ومقاومة الطقس للـ 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، تزداد قوة تأثير النظام قليلاً جدًا؛ عندما تكون كمية الإضافة 8-15 جزءًا بالكتلة، يكون معدل الزيادة هو الأكبر؛ وبعد ذلك يميل معدل الزيادة إلى أن يكون ثابتا.

عندما تكون كمية CPE أقل من 8 أجزاء بالكتلة، فإنها لا تكفي لتشكيل بنية شبكية؛ عندما تكون كمية CPE 8-15 جزءًا بالكتلة، يتم توزيعها بشكل مستمر وموحد في نظام المزج لتشكيل بنية شبكية منفصلة الطور مما يجعل المزج تزداد قوة تأثير النظام بشكل أكبر؛ عندما تتجاوز كمية CPE 15 جزءًا بالكتلة، لا يمكن تكوين تشتت مستمر وموحد، ولكن جزءًا من CPE يشكل هلامًا، بحيث لن تكون هناك جزيئات CPE مناسبة للتشتت عند الواجهة ثنائية الطور لامتصاص طاقة التأثير، لذلك يميل نمو قوة التأثير إلى أن يكون بطيئًا.

في نظام مزيج PVC/ACR، يمكن لـ ACR تحسين مقاومة الصدمات لنظام المزيج بشكل كبير. وفي الوقت نفسه، يمكن توزيع جزيئات "القشرة الأساسية" بشكل موحد في مصفوفة PVC. PVC هي المرحلة المستمرة، وACR هي المرحلة المشتتة. ينتشر في المرحلة المستمرة من PVC، ويتفاعل مع PVC ويعمل كمساعد معالجة لتعزيز تليين وتليين PVC. التجلط، ووقت التليين القصير، وأداء المعالجة الجيد. إن درجة حرارة التشكيل ووقت التلدين لهما تأثير ضئيل على قوة التأثير المحززة، كما أن الانخفاض في معامل مرونة الانحناء صغير أيضًا.

الجرعة العامة هي 5-7 أجزاء بالكتلة. تتمتع منتجات PVC الصلبة المعدلة بواسطة ACR بقوة تأثير ممتازة في درجة حرارة الغرفة أو قوة تأثير في درجة حرارة منخفضة. 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 التركيبة، و عند تعديله باستخدام CPE وتكون الكمية أقل من 8 أجزاء بالكتلة، غالبًا ما يصبح الأنبوب هشًا.

(3) مثبت كثير جدًا أو قليل جدًا. يتمثل دور المثبت في منع التحلل، أو التفاعل مع كلوريد الهيدروجين المنطلق، ومنع تغير اللون أثناء معالجة كلوريد البولي فينيل.

تختلف كمية المثبت حسب النوع، ولكن بشكل عام فإن الجرعة الزائدة سوف تؤخر وقت تليين المادة، بحيث لا تصبح المادة ملدنة عند تصديرها إلى القالب، ولا تندمج الجزيئات في نظام الصيغة بشكل كامل. يتسبب في ضعف بنيته بين الجزيئات.

عندما تكون الجرعة صغيرة جدًا، فإنها ستتسبب في تدهور أو تحلل الوزن الجزيئي المنخفض نسبيًا في نظام الصيغة (يمكن القول أيضًا أنه مفرط في التلدين)، مما سيؤدي إلى إتلاف استقرار البنية بين الجزيئات لكل مكون. ولذلك، فإن كمية المثبت ستؤثر أيضًا على قوة تأثير الأنبوب. سيؤدي الكثير أو القليل جدًا إلى انخفاض قوة الأنبوب والتسبب في هشاشة الأنبوب.

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

تنقسم مواد التشحيم الخارجية إلى مواد تشحيم مسبقة ومواد تشحيم لاحقة . تظهر المواد ذات التشحيم المفرط مظهرًا سيئًا في ظل ظروف مختلفة. إذا كانت كمية مادة التشحيم غير صحيحة، فقد تتسبب في ظهور علامات تدفق، وانخفاض الناتج، والعكارة، وضعف التأثير، والسطح الخشن، والالتصاق، وضعف التلدين، وما إلى ذلك. وخاصة عندما الكمية كبيرة جدًا، مما سيؤدي إلى ضعف الاكتناز وضعف التلدين للملف، مما يؤدي إلى ضعف أداء التأثير وهشاشة الأنبوب .

(5) إن تسلسل التغذية للخلط الساخن وضبط درجة الحرارة ووقت المعالجة لها أيضًا عوامل حاسمة في أداء الملف الشخصي. تحتوي تركيبة PVC-U على العديد من المكونات. يجب أن يكون ترتيب الإضافة المختار مناسبًا لتأثير كل مادة مضافة ويزيد من سرعة التشتت، مع تجنب تأثيرها التآزري غير المرغوب فيه. يجب أن يساعد ترتيب إضافة المواد المضافة على زيادة المادة المساعدة تأثير. تتغلب التأثيرات التكميلية للعوامل على تأثيرات الإزالة المتبادلة والإزالة ، بحيث يمكن للمواد المضافة التي يجب تشتيتها في راتنج PVC أن تدخل بالكامل إلى داخل راتنج PVC.

تسلسل التغذية لصيغة النظام المستقر النموذجي هو كما يلي:

متى التشغيل بسرعة منخفضة، أضف راتنج PVC إلى وعاء الخلط الساخن؛

ب أضف المثبت والصابون تحت التشغيل عالي السرعة عند 60°C؛

ج أضف مواد التشحيم الداخلية والأصباغ ومعدلات التأثير ومساعدات المعالجة عند حوالي 80°C في ظل التشغيل عالي السرعة؛

د أضف مواد تشحيم خارجية مثل الشمع عند درجة حرارة حوالي 100°C وبسرعة عالية؛

ه أضف مادة حشو تحت التشغيل عالي السرعة عند 110°C;

ف تفريغ المواد إلى خزان الخلط البارد للتبريد بسرعة منخفضة تبلغ 110°C-120°C؛

ز قم بالخلط البارد حتى تنخفض درجة حرارة المادة إلى حوالي 40° درجة مئوية، ثم قم بالتفريغ. إن تسلسل التغذية المذكور أعلاه أكثر منطقية، ولكن في الإنتاج الفعلي، فهو يختلف أيضًا وفقًا لمعداتهم الخاصة والظروف المختلفة. تضيف معظم الشركات المصنعة إضافات أخرى مع الراتنج. هناك أيضًا كربونات الكالسيوم المنشطة بالضوء المضافة مع المكونات الرئيسية وما إلى ذلك.

ويتطلب هذا من الموظفين الفنيين في المؤسسة وضع تكنولوجيا المعالجة المناسبة وتسلسل التغذية وفقًا لخصائص المؤسسة.

بشكل عام، تبلغ درجة حرارة الخلط الساخن حوالي 120°C. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا، لن تتبلور المواد وتختلط بشكل موحد. فوق هذه الدرجة من الحرارة، قد تتحلل بعض المواد وتتطاير، ويتحول المسحوق المختلط الجاف إلى اللون الأصفر. يستغرق وقت الخلط عادة من 7 إلى 10 دقائق قبل أن تتمكن المادة من تحقيق الضغط والتجانس والتجلط الجزئي. يكون المزيج البارد عمومًا أقل من 40°C، ويجب أن يكون وقت التبريد قصيرًا. إذا كانت درجة الحرارة أكبر من 40°C وكانت سرعة التبريد بطيئة، فسيكون المزيج الجاف المحضر أقل كثافة من المزيج التقليدي.

مدة نضج الخلطات الجافة عادة ما تكون 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 ليست مستقرة، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في شكل وسمك جدار الأنبوب أثناء البثق. إذا لم يتم تعزيز الروابط المذكورة أعلاه، فسوف تتأثر جودة منتجات الأنابيب، وفي بعض الحالات، سيكون الأنبوب هشًا.

هذه المقالة تأتي من الإنترنت، فقط للتعلم والتواصل، وليس لغرض تجاري.

عرض المنتجات