[Science Stickers] تجزیه و تحلیل علت شکنندگی لوله پلاستیکی PVC-U (قسمت 1)

شکنندگی پلاستیک ها همیشه عاملی بوده است که عملکرد عادی برخی از شرکت ها را دچار مشکل کرده است. شکنندگی لوله ها کم و بیش بر سهم بازار و شهرت کاربری این شرکت های لوله کشی از نظر ظاهر مقطعی و تایید نصب تاثیر گذاشته است. شکنندگی لوله ها اساساً به طور کامل در خواص فیزیکی و مکانیکی محصول منعکس می شود.

این مقاله دلایل شکنندگی لوله های پلاستیکی PVC-U را از فرمول، فرآیند اختلاط، فرآیند اکستروژن، قالب و سایر عوامل خارجی مورد بحث و تحلیل قرار می دهد.

خصوصیات اصلی شکننده شدن لوله های پی وی سی عبارتند از: ترک خوردگی و پارگی در هنگام پانچ سرد در حین خالی کردن.

دلایل زیادی برای خواص فیزیکی و مکانیکی ضعیف محصولات لوله وجود دارد که عمدتاً به شرح زیر است:

فرمول غیر منطقی و فرآیند اختلاط

(1) پرکننده بیش از حد. با توجه به قیمت های پایین فعلی در بازار و افزایش قیمت مواد اولیه، تولیدکنندگان لوله همه به دنبال کاهش هزینه ها هستند. تولیدکنندگان لوله معمولی با بهینه سازی ترکیبی از فرمول ها، هزینه ها را بدون کاهش کیفیت کاهش می دهند. برخی از تولید کنندگان کیفیت محصولات خود را کاهش داده و هزینه ها را کاهش داده اند. با توجه به ترکیب فرمول، مستقیم ترین و موثرترین راه افزودن پرکننده ها است. پرکننده ای که معمولا در لوله های پلاستیکی PVC-U استفاده می شود کربنات کلسیم است.

در سیستم های فرمولاسیون قبلی، اکثر آنها با کلسیم سنگین پر می شدند که هدف آن افزایش سفتی و کاهش هزینه ها بود. با این حال، کلسیم سنگین به دلیل شکل ذرات نامنظم و اندازه ذرات نسبتاً درشت، سازگاری ضعیفی با بدنه رزین PVC دارد، بنابراین افزودن آن بسیار زیاد است. کم است و با افزایش تعداد کپی ها، رنگ و ظاهر لوله تحت تاثیر قرار می گیرد.

در حال حاضر با پیشرفت تکنولوژی، بیشتر از کربنات کلسیم فعال بسیار سبک وزن و یا حتی کربنات کلسیم در مقیاس نانو استفاده می شود که نه تنها نقش افزایش سفتی و پر شدن را ایفا می کند، بلکه نقش اصلاح کننده نیز دارد. ، اما میزان پر شدن آن بی نهایت نیست، نسبت آن باید کنترل شود. در حال حاضر برخی از تولیدکنندگان به منظور کاهش هزینه، کربنات کلسیم را به 20-50 قسمت بر حسب جرم اضافه می کنند که این امر خواص فیزیکی و مکانیکی پروفیل را تا حد زیادی کاهش می دهد و باعث شکننده شدن لوله می شود.

(2) نوع و مقدار اصلاح کننده ضربه اضافه شده است. اصلاح کننده ضربه یک پلیمر مولکولی بالا است که می تواند انرژی کل پارگی پی وی سی را تحت تنش افزایش دهد.

در حال حاضر، انواع اصلی اصلاح کننده ضربه برای پی وی سی سخت عبارتند از CPE، ACR، MBS، ABS، EVA و غیره. ساختار مولکولی اصلاح‌کننده‌های CPE، EVA، ACR حاوی پیوندهای مضاعف نیست و دارای مقاومت آب و هوای خوبی است و به عنوان مصالح ساختمانی در فضای باز مناسب است، آنها با PVC ترکیب می‌شوند تا به طور موثر مقاومت در برابر ضربه، پردازش پذیری و مقاومت در برابر آب و هوا PVC سخت را بهبود بخشند.

در سیستم ترکیبی PVC/CPE، قدرت ضربه آن با افزایش مقدار CPE افزایش می یابد و منحنی S شکل را نشان می دهد. هنگامی که مقدار اضافه کمتر از 8 قسمت در جرم باشد، قدرت ضربه سیستم بسیار کمی افزایش می یابد. هنگامی که مقدار اضافه 8-15 قسمت در جرم باشد، نرخ افزایش بزرگترین است. پس از آن، نرخ افزایش تمایل به ثابت است.

هنگامی که مقدار CPE کمتر از 8 قسمت در جرم باشد، برای تشکیل یک ساختار شبکه کافی نیست. هنگامی که مقدار CPE 8-15 قسمت در جرم باشد، به طور پیوسته و یکنواخت در سیستم اختلاط پراکنده می شود تا یک ساختار شبکه جدا شده از فاز تشکیل شود که باعث می شود قدرت اختلاط بیشتر شود. هنگامی که مقدار CPE از 15 قسمت در جرم بیشتر شود، پراکندگی پیوسته و یکنواخت نمی تواند تشکیل شود، اما بخشی از CPE یک ژل را تشکیل می دهد، به طوری که ذرات CPE مناسب برای پراکندگی در سطح مشترک دو فاز برای جذب انرژی ضربه وجود نخواهد داشت، بنابراین رشد مقاومت ضربه به کندی گرایش دارد.

در سیستم ترکیبی PVC/ACR، ACR می تواند به طور قابل توجهی مقاومت ضربه سیستم ترکیب را بهبود بخشد. در همان زمان، ذرات "هسته-پوسته" را می توان به طور یکنواخت در ماتریس PVC پراکنده کرد. PVC فاز پیوسته است و ACR فاز پراکنده است. پراکنده در فاز پیوسته PVC، با PVC در تعامل است و به عنوان یک کمک پردازش برای ترویج پلاستیک و پلاستیک PVC عمل می کند. ژل شدن، زمان پلاستیک سازی کوتاه و عملکرد پردازش خوب. دمای شکل‌دهی و زمان پلاستیک‌سازی تأثیر کمی بر استحکام ضربه‌ای بریدگی دارد و کاهش مدول الاستیک خمشی نیز کم است.

دوز عمومی 5-7 قسمت در جرم است. محصولات پی وی سی سخت اصلاح شده توسط ACR دارای مقاومت ضربه ای عالی در دمای اتاق یا مقاومت ضربه ای در دمای پایین هستند. با این حال، با آزمایشات ثابت شده است که قدرت ضربه ACR حدود 30٪ بیشتر از CPE است. بنابراین، سیستم ترکیب PVC/ACR باید تا حد امکان در فرمولاسیون استفاده شود و هنگامی که با CPE اصلاح شود و مقدار آن کمتر از 8 قسمت در جرم باشد، لوله اغلب شکننده می شود.

(3) تثبیت کننده خیلی زیاد یا خیلی کم. نقش تثبیت کننده مهار تخریب یا واکنش با کلرید هیدروژن آزاد شده و جلوگیری از تغییر رنگ در طول پردازش پلی وینیل کلرید است.

مقدار تثبیت کننده بسته به نوع آن متفاوت است، اما به طور کلی، دوز بیش از حد باعث تاخیر در زمان پلاستیک شدن مواد می شود، به طوری که در هنگام صادرات به قالب، مواد پلاستیکی نمی شوند و مولکول های سیستم فرمول کاملاً ذوب نمی شوند. باعث ضعیف شدن ساختار بین مولکولی آن می شود.

هنگامی که دوز بسیار کم باشد، باعث تخریب یا تجزیه وزن مولکولی نسبتا کم در سیستم فرمول می شود (همچنین می توان گفت بیش از حد پلاستیک شده است)، که به پایداری ساختار بین مولکولی هر جزء آسیب می رساند. بنابراین میزان تثبیت کننده بر مقاومت ضربه ای لوله نیز تاثیر خواهد داشت. مقدار زیاد یا کم باعث کاهش استحکام لوله و شکنندگی لوله می شود.

(4) مقدار بیش از حد روان کننده خارجی. روان کننده خارجی سازگاری کمی با رزین دارد، که می تواند باعث لغزش بین ذرات رزین شود، در نتیجه حرارت اصطکاک را کاهش داده و فرآیند ذوب را به تاخیر می اندازد. این اثر روان کننده در مرحله اولیه فرآیند پردازش است (یعنی اثر گرمایش خارجی و گرمای اصطکاکی تولید شده در داخل) قبل از اینکه رزین کاملاً ذوب شود و رزین موجود در مذاب ویژگی های شناسایی خود را از دست بدهد) بیشترین تأثیر را دارد.

روان کننده های خارجی به دو دسته پیش روانکاری و پس از روانکاری تقسیم می شوند . مواد با روغن کاری بیش از حد در شرایط مختلف ظاهر ضعیفی از خود نشان می دهند. اگر مقدار روان کننده نادرست باشد، ممکن است باعث علائم جریان، خروجی کم، کدورت، ضربه ضعیف و سطح ناهموار شود. ، چسبندگی، پلاستیک سازی ضعیف، و غیره به خصوص زمانی که مقدار بسیار زیاد است، باعث فشردگی ضعیف و پلاستیک سازی ضعیف پروفیل می شود و در نتیجه عملکرد ضربه ای ضعیف و شکنندگی لوله ایجاد می شود. .

(5) توالی تغذیه اختلاط داغ، تنظیم دما و زمان پخت نیز عوامل تعیین کننده ای در عملکرد پروفیل دارند. در فرمول PVC-U اجزای زیادی وجود دارد. ترتیب انتخابی افزودن باید برای اثر هر افزودنی مساعد باشد و سرعت پراکندگی را افزایش دهد و در عین حال از اثر هم افزایی نامطلوب آن جلوگیری کند. ترتیب افزودن مواد افزودنی باید به افزایش مواد کمکی کمک کند اثر اثرات مکمل عوامل بر اثرات حذف و حذف متقابل غلبه می کند ، تا مواد افزودنی که باید در رزین پی وی سی پراکنده شوند به طور کامل وارد رزین پی وی سی شوند.

توالی تغذیه یک فرمول سیستم پایدار معمولی به شرح زیر است:

وقتی با سرعت کم، رزین پی وی سی را به دیگ مخلوط داغ اضافه کنید.

ب تثبیت کننده و صابون را تحت عملیات با سرعت بالا در دمای 60 درجه سانتیگراد اضافه کنید.

ج روان کننده های داخلی، رنگدانه ها، اصلاح کننده های ضربه و کمک های پردازش را در دمای حدود 80 درجه سانتی گراد تحت عملیات با سرعت بالا اضافه کنید.

د روان کننده های خارجی مانند موم ها را در حدود 100 درجه سانتیگراد و سرعت بالا اضافه کنید.

ه پرکننده را تحت عملیات با سرعت بالا در دمای 110 درجه سانتیگراد اضافه کنید.

f مواد را در مخزن اختلاط سرد تخلیه کنید تا خنک شود با سرعت پایین 110-120 درجه سانتیگراد.

g سرد کنید تا دمای مواد به حدود 40 درجه سانتیگراد کاهش یابد، سپس تخلیه کنید. توالی تغذیه بالا معقول تر است، اما در تولید واقعی، با توجه به تجهیزات خود و شرایط مختلف نیز متفاوت است. اکثر سازندگان افزودنی های دیگری را همراه با رزین اضافه می کنند. همچنین کربنات کلسیم فعال شده به همراه مواد اصلی و غیره اضافه شده است.

این امر مستلزم آن است که پرسنل فنی شرکت با توجه به ویژگی های شرکت، فناوری پردازش و ترتیب تغذیه مناسب را ایجاد کنند.

به طور کلی، دمای اختلاط گرم حدود 120 درجه سانتیگراد است. وقتی دما خیلی پایین باشد، مواد به صورت یکنواخت ژله ای و مخلوط نمی شوند. بالاتر از این دما، برخی از مواد ممکن است تجزیه و تبخیر شوند و پودر مخلوط خشک زرد شود. زمان اختلاط معمولاً 7-10 دقیقه قبل از اینکه مواد بتواند به تراکم، همگن شدن و ژل شدن جزئی دست یابد است. مخلوط سرد معمولاً کمتر از 40 درجه سانتیگراد است و زمان خنک شدن باید کوتاه باشد. اگر دما بیشتر از 40 درجه سانتیگراد باشد و سرعت خنک‌سازی کند باشد، مخلوط خشک آماده‌شده چگالی کمتری نسبت به نمونه معمولی خواهد داشت.

زمان بلوغ مخلوط های خشک به طور کلی 24 ساعت است. اگر ماده طولانی تر از این زمان باشد، به راحتی آب جذب می شود یا آگلومره می شود. اگر کمتر از این زمان باشد، ساختار مولکول‌های بین مواد پایدار نیست و در نتیجه نوسانات زیادی در شکل و ضخامت دیواره لوله در حین اکستروژن ایجاد می‌شود. . در صورت عدم تقویت لینک های بالا، کیفیت محصولات لوله تحت تاثیر قرار می گیرد و در برخی موارد لوله شکننده می شود.

این مقاله از اینترنت است، فقط برای یادگیری و ارتباط، بدون هدف تجاری.

نمایش محصولات