[ملصقات شعبية] تحليل أسباب هشاشة الأنابيب البلاستيكية المصنوعة من مادة PVC-U (I)

لقد كانت هشاشة البلاستيك دائمًا عاملاً يؤثر على العمليات العادية لبعض الشركات. تؤثر هشاشة الأنابيب على حصة السوق وسمعة المستخدمين لشركات الأنابيب هذه بدرجة أكبر أو أقل، سواء من حيث المظهر المقطعي أو الموافقة على التركيب. وينعكس ذلك بشكل كامل في الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمنتج.
في هذا البحث سيتم مناقشة وتحليل أسباب هشاشة الأنابيب البلاستيكية PVC-U من حيث التركيب وعملية الخلط وعملية البثق والقالب وعوامل خارجية أخرى.
الخصائص الرئيسية لهشاشة الأنابيب البلاستيكية هي: الانهيار في وقت القطع، والتمزق البارد.
هناك العديد من الأسباب التي تؤدي إلى ضعف الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لمنتجات الأنابيب، وأهمها ما يلي:

الصيغة وعملية الخلط غير معقولة

(١) الكثير من الحشو. في ضوء الأسعار المنخفضة الحالية في السوق وارتفاع أسعار المواد الخام، يثير مصنعو الأنابيب ضجة حول خفض التكاليف. يقوم مصنعو الأنابيب العاديون من خلال مجموعة محسنة من الصيغ، على أساس عدم تقليل الجودة، بتقليل التكلفة؛ يقوم المصنعون بتخفيض التكاليف مع تقليل جودة المنتج. بسبب مكون التركيبة، فإن الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية هي زيادة الحشو. الحشو المستخدم عادة في الأنابيب البلاستيكية المصنوعة من مادة PVC-U هو كربونات الكالسيوم.

في نظام الصياغة السابق، يتم إضافة معظم الكالسيوم، والغرض من ذلك هو زيادة الصلابة وتقليل التكلفة، ولكن الكالسيوم الثقيل يختلف كثيرًا بسبب الشكل غير المنتظم للجسيمات وحجم الجسيمات الكبير نسبيًا والتوافق الضعيف لجسم راتنج PVC. منخفض، وعدد الأجزاء يزيد من لون ومظهر الأنبوب.

في الوقت الحاضر، مع تطور التكنولوجيا، فإن معظم كربونات الكالسيوم المنشطة فائقة الدقة والخفيفة، وحتى كربونات الكالسيوم النانوية، لا تلعب دور زيادة الصلابة والحشو فحسب، بل لها أيضًا وظيفة التعديل، ولكن كمية الحشو ليست بلا حدود، يجب التحكم في النسبة. يقوم بعض المصنعين الآن بإضافة كربونات الكالسيوم إلى 20-50 جزءًا من الكتلة من أجل تقليل التكلفة، مما يقلل بشكل كبير من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للملف، مما يؤدي إلى هشاشة الأنبوب.

(2) نوع وكمية معدِّل التأثير المضاف. معدل التأثير عبارة عن بوليمر جزيئي عالي قادر على زيادة الطاقة الإجمالية لتكسير كلوريد البولي فينيل تحت تأثير الإجهاد.

في الوقت الحاضر، الأنواع الرئيسية من معدلات التأثير لكلوريد البولي فينيل الصلب هي CPE، ACR، MBS، ABS، EVA، إلخ. من بينها، لا يحتوي التركيب الجزيئي لمعدلات CPE وEVA وACR على روابط مزدوجة، كما أن مقاومة الطقس جيدة. باعتبارها مواد بناء خارجية، يتم مزجها مع مادة PVC لتحسين مقاومة الصدمات وقابلية المعالجة ومقاومة الطقس لمادة PVC الصلبة بشكل فعال.

في نظام مزيج PVC/CPE، تزداد قوة التأثير 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 جدًا؛ وتزداد كمية الإضافة أكثر عندما تكون 8-15 جزءًا بالكتلة؛ ثم يميل معدل النمو إلى أن يكون لطيفًا.

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 لا يتم فيها فصل فصل الطور، بحيث يتم إجراء المزج. تزداد قوة تأثير النظام بشكل كبير؛ عندما تتجاوز كمية CPE 15 جزءًا بالكتلة، لا يمكن تكوين تشتت مستمر وموحد، ولكن بعض CPE يشكل هلامًا، بحيث لا توجد جزيئات CPE مشتتة مناسبة عند واجهة المرحلتين. لامتصاص طاقة التأثير، يميل نمو قوة التأثير إلى أن يكون بطيئًا.

في مخاليط PVC/ACR، يمكن لـ ACR تحسين مقاومة الصدمات للمزيج بشكل كبير. وفي الوقت نفسه، يمكن توزيع جزيئات "الغلاف النووي" بشكل موحد في مصفوفة PVC. PVC هو الطور المستمر، وACR هو الطور المشتت، ويتم تشتيته في الطور المستمر PVC للتفاعل مع PVC، والذي يعمل كمساعد معالجة لتعزيز تليين PVC. التجلط، ووقت التليين القصير، وخصائص المعالجة الجيدة. إن درجة حرارة التشكيل ووقت التلدين لهما تأثير ضئيل على قوة التأثير المحززة، كما أن معامل مرونة الانحناء ينخفض قليلاً.

بشكل عام، تبلغ كمية منتج PVC الصلب المعدل بواسطة ACR 5-7 أجزاء بالكتلة، وله قوة تأثير ممتازة في درجة حرارة الغرفة أو قوة تأثير في درجة حرارة منخفضة. تشير الأدلة التجريبية إلى أن ACR يتمتع بقوة تأثير أعلى بنسبة 30% من CPE. لذلك، يتم استخدام نظام مزيج PVC/ACR قدر الإمكان في التركيبة، ويميل التعديل باستخدام CPE وكمية أقل من 8 أجزاء بالكتلة إلى التسبب في هشاشة الأنبوب.

(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 المثبتات حسب النوع، ولكن بشكل عام فإن الإفراط في الاستخدام يؤخر وقت تليين المادة، مما يؤدي إلى تليين أقل للمادة في وقت الخروج من القالب، ولا يوجد اندماج كامل بين الجزيئات في نظام الصياغة. يتسبب في ضعف بنيته بين الجزيئات.

عندما تكون الكمية صغيرة جدًا، قد تتحلل أو تتحلل المواد الجزيئية المنخفضة نسبيًا في نظام التركيب (يشار إليها أيضًا باسم الإفراط في التلدين)، وقد يتم تدمير استقرار البنية بين الجزيئات لكل مكون. ولذلك، فإن كمية المثبت ستؤثر أيضًا على قوة تأثير الأنبوب. سيؤدي الإفراط أو النقص إلى انخفاض قوة الأنبوب مما يؤدي إلى هشاشة الأنبوب.

(4) كمية زائدة من مواد التشحيم الخارجية. تكون مادة التشحيم الخارجية أقل قابلية للذوبان في الراتينج ويمكن أن تعزز الانزلاق بين جزيئات الراتينج، وبالتالي تقليل حرارة الاحتكاك وتأخير عملية الذوبان. يحدث هذا الفعل الذي تقوم به مادة التشحيم في وقت مبكر من عملية المعالجة (أي التسخين الخارجي وحرارة الاحتكاك المتولدة داخليًا). وهو الأكبر قبل أن يذوب الراتينج تمامًا ويفقد الراتينج الموجود في المصهور خصائصه المميزة.

تنقسم مادة التشحيم الخارجية إلى ما قبل التشحيم وما بعد التشحيم، وتظهر المادة المفرطة التشحيم شكلًا سيئًا في ظل ظروف مختلفة. إذا لم يتم استخدام مادة التشحيم بشكل صحيح، فقد تتسبب في ظهور علامات تدفق، وانخفاض العائد، والعكارة، وضعف التأثير، وخشونة السطح، والالتصاق، وضعف التلدين، وما إلى ذلك. وعلى وجه الخصوص، عندما تكون الكمية كبيرة جدًا، يكون تماسك الملف ضعيفًا، والتلدين ضعيفًا، وخاصية التأثير ضعيفة، مما يتسبب في هشاشة الأنبوب.

(5) يعد تسلسل الخلط الساخن وضبط درجة الحرارة ووقت المعالجة أيضًا من العوامل الحاسمة لخصائص المظهر الجانبي. تحتوي تركيبة PVC-U على العديد من المكونات. يجب أن يكون ترتيب الإضافة مفيدًا لدور كل مادة مضافة، ومن المفيد زيادة سرعة التشتت وتجنب التأثير التآزري الضار. يجب أن يساعد ترتيب المواد المضافة على تحسين المادة المساعدة. يتغلب التأثير التآزري للعامل على تأثير إزالة جرام الطور، بحيث تدخل المواد المساعدة التي يجب تشتيتها في راتنج PVC بالكامل إلى داخل راتنج PVC.

تسلسل إضافة صيغة نظام التثبيت النموذجي هو كما يلي:
أ- عند التشغيل بسرعة منخفضة، أضف راتنج PVC إلى وعاء الخلط الساخن؛
ب- أضف المثبت والصابون عند درجة حرارة 60 ° مئوية تحت التشغيل بسرعة عالية؛
ج- إضافة مواد التشحيم الداخلية والأصباغ ومعدلات التأثير ومساعدات المعالجة بسرعات عالية تبلغ حوالي 80 °درجة مئوية؛
د- أضف الشمع أو أي مادة تشحيم خارجية أخرى بسرعة عالية تبلغ حوالي 100 ° درجة مئوية؛
هـ إضافة مادة حشو عند 110 ° C تحت التشغيل عالي السرعة؛
f قم بتفريغ المادة إلى خزان خلط بارد بسرعة منخفضة تبلغ 110 ° C - 120 ° C للتبريد؛
g عندما تنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 40 °C، يتم تفريغ المادة. ترتيب التغذية أعلاه معقول، ولكن في الإنتاج الفعلي، وفقًا لمعداتها الخاصة وظروفها المختلفة، تضيف معظم الشركات المصنعة إضافات أخرى بالإضافة إلى الراتنج. ويوجد أيضًا كربونات الكالسيوم المنشطة بالضوء المضافة مع المكون الرئيسي وما شابه ذلك.

ويتطلب هذا من الموظفين الفنيين في الشركة تطوير تكنولوجيا المعالجة وتسلسل التغذية الخاصة بهم وفقًا لخصائص الشركة.

بشكل عام، تبلغ درجة حرارة الخلط الساخن حوالي 120 ° درجة مئوية. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا، لا تصل المادة إلى التبلور ويكون الخليط موحدًا. فوق هذه الدرجة من الحرارة، قد تتحلل بعض المواد وتتطاير، ويصبح المسحوق المختلط الجاف أصفر اللون. يستغرق وقت الخلط عادة من 7 إلى 10 دقائق لتحقيق الضغط والتجانس والتجلط الجزئي. يكون الخليط البارد عادة أقل من 40 ° درجة مئوية، ويجب أن يكون وقت التبريد قصيرًا. إذا كانت درجة الحرارة أعلى من 40 ° درجة مئوية وكان معدل التبريد بطيئًا، فسيكون الخليط الجاف المحضر أقل كثافة من التماسك التقليدي.

مدة معالجة الخليط الجاف عادة ما تكون 24 ساعة. فوق هذا الوقت، تصبح المادة سهلة الامتصاص للماء أو التكتل. تحت هذا الوقت، لا يكون الهيكل بين جزيئات المادة مستقرًا، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في الأبعاد الخارجية وسمك جدار الأنبوب أثناء البثق. إذا لم يتم تعزيز الروابط المذكورة أعلاه، فسوف تتأثر جودة منتجات الأنابيب. في بعض الحالات، سيصبح الأنبوب هشًا.