شکنندگی پلاستیک همیشه عاملی بوده است که عملکرد عادی برخی از شرکت ها را دچار مشکل می کند. شکنندگی لوله بر سهم بازار و شهرت کاربر این شرکت های لوله کشی کم و بیش چه از نظر ظاهر مقطعی و چه از نظر تایید نصب تاثیر می گذارد. این به طور کامل در خواص فیزیکی و مکانیکی محصول منعکس می شود.
در این مقاله، دلایل شکنندگی لوله های پلاستیکی PVC-U از فرمولاسیون، فرآیند اختلاط، فرآیند اکستروژن، قالب و سایر عوامل خارجی مورد بحث و تحلیل قرار می گیرد.
خصوصیات اصلی شکنندگی لوله پی وی سی عبارتند از: ریزش در زمان برش، پارگی سرد.
دلایل زیادی برای خواص فیزیکی و مکانیکی ضعیف محصولات لوله وجود دارد که عمدتاً به شرح زیر است:
فرمول و فرآیند اختلاط غیر منطقی است
(1) پرکننده بیش از حد. با توجه به قیمت های پایین فعلی در بازار و افزایش قیمت مواد اولیه، تولیدکنندگان لوله در مورد کاهش هزینه ها سر و صدا به راه انداخته اند. تولیدکنندگان لوله معمولی از طریق ترکیب بهینه فرمول ها، با فرض عدم کاهش کیفیت، هزینه را کاهش می دهند. تولیدکنندگان هزینه ها را کاهش می دهند و در عین حال کیفیت محصول را کاهش می دهند. با توجه به جزء فرمولاسیون، مستقیم ترین و موثرترین راه افزایش فیلر است. پرکننده ای که معمولا در لوله های پلاستیکی PVC-U استفاده می شود کربنات کلسیم است.
در سیستم فرمولاسیون قبلی، بیشتر کلسیم اضافه می شود، هدف افزایش سفتی و کاهش هزینه است، اما کلسیم سنگین به دلیل شکل نامنظم ذرات و اندازه نسبتا بزرگ ذرات و سازگاری ضعیف بسیار متفاوت است. از بدنه رزین پی وی سی کم است و تعداد قطعات باعث افزایش رنگ و ظاهر لوله می شود.
امروزه با پیشرفت تکنولوژی، بیشتر کربنات کلسیم فعال بسیار ریز و سبک، حتی کربنات کلسیم در مقیاس نانو، نه تنها نقش افزایش سفتی و پر شدن را ایفا می کند، بلکه عملکرد اصلاح، بلکه میزان پر شدن را نیز دارد. بدون محدودیت نیست، نسبت باید کنترل شود. در حال حاضر برخی از تولیدکنندگان به منظور کاهش هزینه، کربنات کلسیم را به 20 تا 50 قسمت بر حسب جرم اضافه می کنند که این امر خواص فیزیکی و مکانیکی پروفیل را تا حد زیادی کاهش می دهد و در نتیجه باعث شکنندگی لوله می شود.
(2) نوع و مقدار اصلاح کننده ضربه اضافه شده. اصلاح کننده ضربه یک پلیمر مولکولی بالا است که قادر است انرژی کل ترک خوردگی پلی وینیل کلراید را تحت اثر تنش افزایش دهد.
در حال حاضر انواع اصلی اصلاح کننده های ضربه برای پلی وینیل کلرید سفت و سخت عبارتند از CPE، ACR، MBS، ABS، EVA و غیره. در این میان، ساختار مولکولی اصلاح کننده های CPE، EVA و ACR حاوی پیوند دوگانه نیست و مقاومت در برابر آب و هوا بسیار بالاست. خوب به عنوان مصالح ساختمانی در فضای باز، آنها با PVC ترکیب می شوند 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 با افزایش مقدار CPE افزایش می‌یابد و منحنی S شکل را نشان می‌دهد. هنگامی که مقدار اضافه کمتر از 8 قسمت در جرم باشد، قدرت ضربه سیستم بسیار کمی افزایش می یابد. مقدار افزودن زمانی که 8-15 قسمت در جرم باشد بیشتر افزایش می یابد. سپس نرخ رشد به سمت ملایم شدن گرایش دارد.
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 ترکیبی پراکنده می شود تا یک ساختار شبکه ای تشکیل شود که در آن جداسازی فاز از هم جدا نشده است، به طوری که اختلاط انجام می شود. قدرت ضربه سیستم بیشترین افزایش را دارد. هنگامی که مقدار CPE از 15 قسمت در جرم بیشتر شود، پراکندگی پیوسته و یکنواخت نمی تواند تشکیل شود، اما مقداری CPE یک ژل را تشکیل می دهد، به طوری که ذرات CPE مناسب پراکنده در سطح مشترک دو فاز وجود ندارد. برای جذب انرژی ضربه، رشد قدرت ضربه آهسته است.
در مخلوط های PVC/ACR، ACR می تواند مقاومت در برابر ضربه مخلوط را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. در همان زمان، ذرات "پوسته هسته ای" را می توان به طور یکنواخت در ماتریس PVC پراکنده کرد. PVC فاز پیوسته است، ACR فاز پراکنده است، و در فاز پیوسته PVC پراکنده می شود تا با PVC تعامل داشته باشد، که به عنوان یک کمک پردازش برای ترویج پلاستیک سازی PVC عمل می کند. ژل شدن، زمان پلاستیک سازی کوتاه و خواص پردازش خوب. دمای شکل‌دهی و زمان پلاستیک‌سازی تأثیر کمی بر استحکام ضربه‌ای بریدگی دارد و مدول الاستیک خمشی کمی کاهش می‌یابد.
به طور کلی، مقدار محصول سخت PVC اصلاح شده توسط ACR 5-7 قسمت در جرم است و دارای مقاومت ضربه ای در دمای اتاق یا مقاومت ضربه ای در دمای پایین است. شواهد تجربی نشان می دهد که ACR 30٪ قدرت ضربه بالاتری نسبت به CPE دارد. بنابراین تا حد امکان از سیستم ترکیبی PVC/ACR در فرمولاسیون استفاده می شود و اصلاح با CPE و مقدار کمتر از 8 قسمت جرمی باعث شکنندگی لوله 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.
تثبیت کننده ها بسته به نوع آنها متفاوت است، اما به طور کلی استفاده بیش از حد، زمان پلاستی شدن مواد را به تاخیر می اندازد، که در نتیجه پلاستیک شدن مواد در زمان خروج از قالب کمتر می شود و بین مولکول های موجود در فرمول همجوشی کامل وجود ندارد. سیستم باعث ضعیف شدن ساختار بین مولکولی آن می شود.
هنگامی که مقدار بسیار کم باشد، مواد مولکولی نسبتا کم در سیستم فرمولاسیون ممکن است تجزیه یا تجزیه شوند (که به آن بیش از حد پلاستیک نیز گفته می شود)، و پایداری ساختار بین مولکولی هر جزء ممکن است از بین برود. بنابراین میزان تثبیت کننده نیز بر مقاومت ضربه ای لوله 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 کمتر در رزین حل می شود و می تواند باعث لغزش بین ذرات رزین شود، در نتیجه حرارت اصطکاک را کاهش داده و فرآیند ذوب را به تاخیر می اندازد. این عمل روان کننده در مراحل اولیه پردازش است (یعنی گرمایش خارجی و گرمای اصطکاک تولید شده در داخل). قبل از اینکه رزین کاملاً ذوب شود و رزین موجود در مذاب خصوصیات شناسایی خود را از دست بدهد، بزرگترین آن است.
روان کننده خارجی به دو دسته پیش روانکاری و پس از روانکاری تقسیم می شود و مواد بیش از حد روغن کاری شده در شرایط مختلف شکل ضعیفی از خود نشان می دهند. اگر روان کننده به درستی استفاده نشود، ممکن است باعث ایجاد علائم جریان، عملکرد کم، کدورت، ضربه ضعیف و سطح ناهموار شود. ، چسبندگی، پلاستیک سازی ضعیف و غیره. به ویژه، زمانی که مقدار آن خیلی زیاد است، فشردگی پروفیل ضعیف، پلاستیک سازی ضعیف، و خاصیت ضربه ضعیف است و باعث می شود لوله شکننده شود.
(5) توالی اختلاط داغ، تنظیم دما و زمان پخت نیز عوامل تعیین کننده ای برای خواص پروفیل هستند. در فرمول PVC-U اجزای زیادی وجود دارد. ترتیب افزودن باید برای نقش هر افزودنی مفید باشد و برای افزایش سرعت پراکندگی و جلوگیری از اثر هم افزایی نامطلوب مفید است. ترتیب افزودنی ها باید به بهبود مواد کمکی کمک کند. اثر هم افزایی عامل بر اثر حذف فاز گرم غلبه می کند، به طوری که مواد کمکی که باید در رزین PVC پراکنده شوند، به طور کامل وارد رزین PVC می شوند.
توالی افزودن فرمول سیستم تثبیت معمولی به شرح زیر است:
هنگامی که عملیات با سرعت کم انجام می شود، رزین PVC را به دیگ مخلوط داغ اضافه کنید.
b تثبیت کننده و صابون را در دمای 60 درجه سانتیگراد تحت عملیات با سرعت بالا اضافه کنید.
c افزودن روان کننده های داخلی، رنگدانه ها، اصلاح کننده های ضربه و کمک های پردازش با سرعت های بالا در حدود 80 درجه سانتی گراد.
d یک موم یا روان کننده خارجی دیگر را با سرعت بالا در حدود 100 درجه سانتیگراد اضافه کنید.
e افزودن پرکننده در دمای 110 درجه سانتیگراد تحت عملیات با سرعت بالا.
f مواد را در یک مخزن اختلاط سرد با سرعت کم 110 درجه سانتیگراد - 120 درجه سانتیگراد تخلیه کنید تا خنک شود.
g هنگامی که دما به حدود 40 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، مواد تخلیه می شود. ترتیب تغذیه فوق معقول است، اما در تولید واقعی، با توجه به تجهیزات خاص خود و شرایط مختلف، اکثر سازندگان علاوه بر رزین، افزودنی های دیگری نیز اضافه می کنند. همچنین یک کربنات کلسیم فعال شده سبک به همراه ماده اصلی و موارد مشابه اضافه شده است.
این امر مستلزم آن است که پرسنل فنی شرکت فناوری پردازش و ترتیب تغذیه خود را با توجه به ویژگی های شرکت توسعه دهند.
به طور کلی، دمای اختلاط داغ حدود 120 درجه سانتیگراد است. هنگامی که درجه حرارت بسیار پایین است، مواد به ژل نمی رسد و مخلوط یکنواخت است. بالاتر از این دما، برخی از مواد ممکن است تجزیه و تبخیر شوند و پودر مخلوط خشک زرد رنگ است. زمان اختلاط به طور کلی 7-10 دقیقه برای دستیابی به تراکم، همگن شدن و ژل شدن جزئی است. مخلوط سرد معمولاً کمتر از 40 درجه سانتیگراد است و زمان خنک شدن باید کوتاه باشد. اگر درجه حرارت بالاتر از 40 درجه سانتیگراد باشد و سرعت سرد شدن آهسته باشد، مخلوط خشک آماده شده کمتر از فشردگی معمولی خواهد بود.
زمان پخت مخلوط خشک معمولاً 24 ساعت است. در بالاتر از این زمان، مواد به راحتی آب را جذب می کنند یا آگلومره می شوند. در زیر این زمان، ساختار بین مولکول های ماده پایدار نیست و در نتیجه در حین اکستروژن، در ابعاد بیرونی و ضخامت دیواره لوله نوسانات زیادی ایجاد می شود. . در صورت عدم تقویت لینک های بالا، کیفیت محصولات لوله تحت تاثیر قرار می گیرد. در برخی موارد لوله شکننده می شود.
