[Научные наклейки] Анализ причин хрупкости пластиковых труб из ПВХ-У (часть 1)

Хрупкость пластмасс всегда была фактором, мешающим нормальной работе некоторых компаний. Хрупкость труб в той или иной степени повлияла на долю рынка и репутацию пользователей этих трубных компаний с точки зрения внешнего вида поперечного сечения и одобрения монтажа. Хрупкость труб в основном полностью отражается на физико-механических свойствах изделия.

В данной статье рассматриваются и анализируются причины хрупкости пластиковых труб из ПВХ-У по формуле, процессу смешивания, процессу экструзии, форме и другим внешним факторам.

Основными характеристиками хрупкости труб из ПВХ являются: трещины и разрывы при холодной штамповке во время вырубки.

Существует множество причин плохих физико-механических свойств трубной продукции, в основном следующие:

Необоснованная формула и процесс смешивания

(1) Слишком много наполнителя. Учитывая нынешние низкие цены на рынке и рост цен на сырье, производители труб стремятся снизить издержки. Обычные производители труб снижают затраты без снижения качества за счет оптимизации сочетания формул; некоторые производители снизили качество своей продукции, одновременно снизив затраты. Учитывая состав формулы, наиболее прямым и эффективным способом является добавление наполнителей. Наполнителем, обычно используемым в пластиковых трубах из ПВХ-У, является карбонат кальция.

В предыдущих системах рецептур большинство из них были заполнены тяжелым кальцием, целью которого было повышение жесткости и снижение затрат. Однако из-за неправильной формы частиц и относительно крупного размера частиц тяжелый кальций плохо совместим с корпусом из ПВХ-смолы, поэтому его добавление очень велико. Низкий, и при увеличении количества копий это повлияет на цвет и внешний вид трубы.

В настоящее время с развитием технологий большая часть использует сверхтонкий легкий активированный карбонат кальция или даже наноразмерный карбонат кальция, который не только играет роль повышения жесткости и наполнения, но и выполняет роль модификации , но количество его наполнения не бесконечно, его пропорцию следует контролировать. Сейчас некоторые производители добавляют карбонат кальция до 20-50 массовых частей, чтобы снизить себестоимость, что значительно снижает физико-механические свойства профиля и приводит к хрупкости трубки.

(2) Тип и количество добавленного модификатора ударопрочности. Модификатор ударопрочности — это высокомолекулярный полимер, способный увеличить общую энергию разрыва ПВХ под напряжением.

В настоящее время основными разновидностями модификаторов ударопрочности жесткого ПВХ являются CPE, ACR, MBS, ABS, EVA и т. д. Молекулярная структура модификаторов CPE, EVA, ACR не содержит двойных связей, обладает хорошей атмосферостойкостью и подходит в качестве наружных строительных материалов, их смешивают с ПВХ для эффективного улучшения ударопрочности, технологичности и атмосферостойкости жесткого ПВХ.

В системе смешивания ПВХ/CPE ударная вязкость увеличивается с увеличением количества CPE, образуя S-образную кривую. Когда количество добавления составляет менее 8 массовых частей, ударная вязкость системы увеличивается очень незначительно; когда количество добавления составляет 8-15 массовых частей, скорость увеличения является наибольшей; после этого скорость увеличения имеет тенденцию быть плоской.

Когда количество CPE составляет менее 8 массовых частей, его недостаточно для образования сетчатой структуры; когда количество CPE составляет 8-15 массовых частей, он непрерывно и равномерно диспергируется в системе смешивания с образованием фазоразделенной сетчатой структуры, которая обеспечивает смешивание. Ударная вязкость системы увеличивается больше всего; Когда количество CPE превышает 15 массовых частей, непрерывная и равномерная дисперсия не может быть образована, но часть CPE образует гель, так что не будет подходящих частиц CPE для дисперсии на двухфазном интерфейсе для поглощения энергии удара, поэтому рост ударной вязкости имеет тенденцию быть медленным.

В системе смешивания ПВХ/ACR ACR может значительно улучшить ударопрочность системы смешивания. При этом частицы "ядро-оболочка" могут быть равномерно диспергированы в матрице ПВХ. ПВХ — непрерывная фаза, а АКР — дисперсная фаза. Диспергированный в непрерывной фазе ПВХ, он взаимодействует с ПВХ и действует как технологическая добавка, способствующая пластификации и пластификации ПВХ. Гелеобразование, короткое время пластификации и хорошие эксплуатационные характеристики. Температура формования и время пластификации мало влияют на ударную вязкость с надрезом, а снижение модуля упругости при изгибе также невелико.

Общая дозировка составляет 5-7 массовых частей. Изделия из твердого ПВХ, модифицированные ACR, обладают превосходной ударной вязкостью при комнатной температуре или ударной вязкостью при низких температурах. Однако экспериментально доказано, что ударная вязкость ACR примерно на 30% выше, чем у CPE. Поэтому в рецептуре следует максимально использовать систему смешивания ПВХ/ACR, и При модификации с использованием CPE в количестве менее 8 массовых частей труба часто становится хрупкой.

(3) Слишком много или слишком мало стабилизатора. Роль стабилизатора заключается в ингибировании деградации или реакции с выделяющимся хлористым водородом, а также в предотвращении изменения цвета во время переработки поливинилхлорида.

Количество стабилизатора варьируется в зависимости от типа, но, как правило, слишком большая дозировка задерживает время пластификации материала, так что материал не пластифицируется при экспорте в форму, а молекулы в системе формул не полностью сплавляются. Делает его межмолекулярную структуру слабой.

Если дозировка слишком мала, это приведет к деградации или разложению относительно низкомолекулярной массы в системе формул (которую также можно назвать чрезмерно пластифицированной), что нарушит стабильность межмолекулярной структуры каждого компонента. Следовательно, количество стабилизатора также будет влиять на ударную вязкость трубы. Слишком много или слишком мало приведет к снижению прочности трубы и ее хрупкости.

(4) Чрезмерное количество внешней смазки. Внешняя смазка имеет низкую совместимость со смолой, что может способствовать скольжению между частицами смолы, тем самым снижая тепло трения и задерживая процесс плавления. Этот эффект смазки на ранней стадии процесса обработки (то есть внешний нагревательный эффект и тепло трения, выделяемое внутри) до того, как смола полностью расплавится и смола в расплаве потеряет свои идентификационные характеристики) является наибольшим.

Внешние смазочные материалы делятся на предварительные и последующие . Материалы с избыточной смазкой плохо выглядят в различных условиях. Если количество смазки неправильное, это может привести к появлению следов текучести, низкой производительности, мутности, плохому удару и шероховатой поверхности. , Адгезия, плохая пластификация и т. д. Особенно, когда количество слишком велико, это приведет к плохой компактности и плохой пластификации профиля, что приведет к плохим ударным характеристикам и хрупкости трубы .

(5) Последовательность подачи горячего смешивания, настройка температуры и время отверждения также имеют решающее значение для производительности профиля. В формуле ПВХ-У много компонентов. Выбранный порядок добавления должен способствовать эффекту каждой добавки и увеличивать скорость диспергирования, избегая при этом ее нежелательного синергетического эффекта. Порядок добавления добавок должен способствовать увеличению вспомогательного вещества эффект. Взаимодополняющие эффекты агентов преодолевают эффекты взаимного устранения и устранения , так что добавки, которые должны быть диспергированы в ПВХ-смоле, могут полностью проникнуть внутрь ПВХ-смолы.

Последовательность кормления типичной стабильной системной формулы следующая:

а Когда работая на низкой скорости, добавьте ПВХ-смолу в горячую емкость для смешивания;

б Добавьте стабилизатор и мыло при высокоскоростной работе при температуре 60°C;

сс Добавляйте внутренние смазочные материалы, пигменты, модификаторы ударопрочности и технологические добавки при температуре около 80°C при высокоскоростной работе;

д Добавляйте внешние смазочные материалы, такие как воски, при температуре около 100°C и высокой скорости;

е Добавлять наполнитель при высокой скорости работы при 110°С;

ф Выгружают материалы в холодный смесительный бак для охлаждения с низкой скоростью 110°C-120°C;

г Холодное перемешивание до тех пор, пока температура материала не упадет примерно до 40°C, затем выгрузка. Вышеуказанная последовательность кормления более разумна, но в реальном производстве она также различается в зависимости от собственного оборудования и различных условий. Большинство производителей добавляют вместе со смолой и другие добавки. Вместе с основными ингредиентами добавляется также активированный светом карбонат кальция и т. д.

Это требует от технического персонала предприятия разработки подходящей технологии переработки и последовательности подачи в соответствии с особенностями предприятия.

Обычно температура горячего смешивания составляет около 120°C. При слишком низкой температуре материалы не будут гелеобразоваться и смешиваться равномерно. Выше этой температуры некоторые материалы могут разлагаться и улетучиваться, а сухой смешанный порошок желтеет. Время смешивания обычно составляет 7–10 минут, после чего материал может достичь уплотнения, гомогенизации и частичного гелеобразования. Холодная смесь обычно имеет температуру ниже 40°C, и время охлаждения должно быть коротким. Если температура выше 40°С и скорость охлаждения низкая, приготовленная сухая смесь будет менее плотной, чем обычная.

Время созревания сухих смесей обычно составляет 24 часа. Если материал длиннее этого времени, он легко впитывает воду или агломерируется. Если оно меньше этого времени, структура молекул между материалами нестабильна, что приводит к большим колебаниям формы и толщины стенок трубы во время экструзии. Если вышеуказанные звенья не будут усилены, это повлияет на качество трубной продукции, а в некоторых случаях труба станет хрупкой.

Эта статья взята из Интернета и предназначена только для обучения и общения, а не для коммерческих целей.

Продукция Показать