Пластическая хрупкость всегда была фактором, мешающим нормальной работе некоторых компаний. Хрупкость трубы более или менее влияет на долю рынка и репутацию этих трубных компаний среди пользователей, как с точки зрения внешнего вида поперечного сечения, так и с точки зрения разрешения на установку. Это в полной мере отражается на физико-механических свойствах продукта.
В этой статье будут обсуждаться и анализироваться причины хрупкости пластиковых труб из ПВХ-У, связанные с составом, процессом смешивания, процессом экструзии, плесенью и другими внешними факторами.
Основными характеристиками хрупкости труб ПВХ являются: разрушение в момент резки, холодный разрыв.
Причин плохих физико-механических свойств трубной продукции много, в основном это следующие:

Формула и процесс смешивания неразумны

(1) Слишком много наполнителя. Ввиду нынешних низких цен на рынке и роста цен на сырье, производители труб хлопочут о снижении себестоимости. Обычные производители труб благодаря оптимизированной комбинации формул, не снижая качества, снижают стоимость; Производители снижают затраты, снижая качество продукции. Благодаря компоненту рецептуры наиболее прямым и эффективным способом является увеличение количества наполнителя. Наполнителем, обычно используемым в пластиковых трубах из ПВХ-U, является карбонат кальция.

В предыдущей рецептурной системе добавлялась большая часть кальция, целью которого является повышение жесткости и снижение стоимости, но тяжелый кальций сильно отличается из-за неправильной формы частиц, относительно большого размера частиц и плохой совместимости. тела из смолы ПВХ. Низкий, а количество деталей увеличивает цвет и внешний вид трубы.

В настоящее время, с развитием технологий, большая часть ультратонкого и легко активированного карбоната кальция, даже наноразмерного карбоната кальция, не только играет роль увеличения жесткости и наполнения, но также имеет функцию модификации, но количество наполнения не без ограничений, пропорция должна контролироваться. Некоторые производители сейчас добавляют карбонат кальция до 20-50 массовых частей с целью удешевления, что сильно снижает физико-механические свойства профиля, в результате чего труба становится хрупкой.

(2) Тип и количество добавленного модификатора ударопрочности. Модификатор ударопрочности представляет собой высокомолекулярный полимер, способный увеличивать общую энергию растрескивания поливинилхлорида под действием напряжения.

В настоящее время основными разновидностями модификаторов ударопрочности для жесткого поливинилхлорида являются CPE, ACR, MBS, ABS, EVA и др. Среди них молекулярная структура модификаторов CPE, EVA и ACR не содержит двойных связей, а атмосферостойкость хорошо. В качестве наружных строительных материалов они смешиваются с ПВХ для эффективного улучшения ударопрочности, технологичности и атмосферостойкости твердого ПВХ.

В системе смеси ПВХ/CPE ударная вязкость увеличивается с увеличением количества CPE, демонстрируя S-образную кривую. Когда количество добавки составляет менее 8 массовых частей, ударная вязкость системы увеличивается очень незначительно; количество добавки увеличивается больше всего, когда оно составляет 8-15 частей по массе; тогда темпы роста имеют тенденцию быть плавными.

Когда количество CPE составляет менее 8 частей по массе, этого недостаточно для образования сетевой структуры; когда количество CPE составляет 8-15 частей по массе, он непрерывно и равномерно диспергируется в системе смешения с образованием сетчатой ​​структуры, в которой не происходит разделения фаз, так что смешение осуществляется. Больше всего увеличивается ударная вязкость системы; когда количество CPE превышает 15 массовых частей, непрерывная и однородная дисперсия не может быть образована, но некоторые CPE образуют гель, так что на границе раздела двух фаз нет подходящих дисперсных частиц CPE. Чтобы поглотить энергию удара, рост ударной вязкости имеет тенденцию быть медленным.

В смесях PVC/ACR ACR может значительно улучшить ударопрочность смеси. В то же время частицы «ядерной оболочки» могут быть равномерно диспергированы в матрице ПВХ. ПВХ является непрерывной фазой, ACR является дисперсной фазой, и он диспергируется в непрерывной фазе ПВХ для взаимодействия с ПВХ, который действует как технологическая добавка, способствующая пластификации ПВХ. Гелеобразование, короткое время пластификации и хорошие технологические свойства. Температура формования и время пластификации мало влияют на ударную вязкость с надрезом, а модуль упругости при изгибе мало снижается.

Как правило, количество продукта из твердого ПВХ, модифицированного ACR, составляет 5-7 частей по массе, и он обладает превосходной ударной вязкостью при комнатной температуре или ударной вязкостью при низкой температуре. Экспериментальные данные показывают, что ударная вязкость ACR на 30% выше, чем у CPE. Таким образом, система смеси PVC/ACR максимально используется в рецептуре, а модификация с помощью CPE и в количестве менее 8 частей по массе имеет тенденцию вызывать хрупкость трубки.

(3) Слишком много или слишком мало стабилизатора. Роль стабилизатора заключается в подавлении деградации или в реакции с выделившимся хлористым водородом и предотвращении обесцвечивания во время обработки поливинилхлорида.

Стабилизаторы различаются в зависимости от типа, но, как правило, слишком частое использование задерживает время пластификации материала, что приводит к меньшей пластификации материала во время выхода из формы, и нет полного сплавления между молекулами в рецептуре. система. Делает его межмолекулярную структуру слабой.

Когда количество слишком мало, относительно низкомолекулярные вещества в рецептурной системе могут деградировать или разлагаться (это также называется чрезмерной пластификацией), и может быть нарушена стабильность межмолекулярной структуры каждого компонента. Следовательно, количество стабилизатора также будет влиять на ударную вязкость трубы. Слишком много или слишком мало приведут к снижению прочности трубы и к тому, что труба станет хрупкой.

(4) Чрезмерное количество внешней смазки. Внешняя смазка менее растворима в смоле и может способствовать скольжению между частицами смолы, тем самым снижая теплоту трения и замедляя процесс плавления. Это действие смазки происходит на ранней стадии процесса обработки (то есть внешний нагрев и тепло трения, генерируемые внутри). Он является наибольшим до того, как смола полностью расплавится и смола в расплаве потеряет свои отличительные характеристики.

Внешняя смазка делится на предварительную и последующую смазку, а материал с избыточной смазкой имеет плохую форму в различных условиях. Если смазка не используется должным образом, это может привести к появлению пятен от течи, низкой производительности, помутнению, плохому удару и шероховатой поверхности. , адгезия, плохая пластификация и т. д. В частности, когда количество слишком велико, плотность профиля плохая, пластификация плохая и ударопрочность плохая, что приводит к тому, что труба становится хрупкой.

(5) Последовательность горячего смешивания, установка температуры и время отверждения также являются решающими факторами для свойств профиля. Формула PVC-U состоит из многих компонентов. Порядок добавления должен быть благоприятным для роли каждой добавки, и полезно увеличить скорость диспергирования и избежать неблагоприятного синергетического эффекта. Порядок добавок должен способствовать улучшению вспомогательного. Синергический эффект агента преодолевает эффект устранения фазовых граммов, так что вспомогательные вещества, которые должны быть диспергированы в смоле ПВХ, полностью проникают внутрь смолы ПВХ.

Типичная последовательность добавления рецептуры системы стабилизации следующая:
a При работе на низкой скорости добавьте смолу ПВХ в горячую емкость для смешивания;
b Добавьте стабилизатор и мыло при температуре 60°C при работе на высокой скорости;
c Добавление внутренних смазок, пигментов, модификаторов ударопрочности и технологических добавок на высоких скоростях около 80 °C;
d Добавьте воск или другую внешнюю смазку на высокой скорости около 100°C;
e Добавление наполнителя при 110°C при работе на высокой скорости;
f выгружать материал в холодный смесительный бак на низкой скорости 110°C - 120°C для охлаждения;
g Когда температура снижается примерно до 40 °C, материал выгружается. Порядок подачи выше разумен, но в реальном производстве, в зависимости от собственного оборудования и различных условий, большинство производителей помимо смолы добавляют другие добавки. Вместе с основным ингредиентом и т.п. добавляют также легко активированный карбонат кальция.

Это требует от технического персонала компании разработки собственной технологии обработки и последовательности подачи в соответствии с особенностями компании.

Как правило, температура горячего смешивания составляет около 120 ° C. Когда температура слишком низкая, материал не достигает гелеобразования, и смесь становится однородной. Выше этой температуры некоторые материалы могут разлагаться и улетучиваться, а сухой смешанный порошок имеет желтый цвет. Время смешивания обычно составляет 7-10 минут для достижения уплотнения, гомогенизации и частичного гелеобразования. Холодная смесь обычно имеет температуру ниже 40 ° C, и время охлаждения должно быть коротким. При температуре выше 40°С и низкой скорости охлаждения готовая сухая смесь будет уступать по компактности обычной.

Время отверждения сухой смеси обычно составляет 24 часа. Выше этого времени материал легко впитывает воду или агломерируется. Ниже этого времени структура между молекулами материала не стабильна, что приводит к большим колебаниям наружных размеров и толщины стенки трубы при экструзии. . Если вышеуказанные звенья не будут усилены, это повлияет на качество трубной продукции. В некоторых случаях труба становится хрупкой.