[Научные наклейки] Анализ причин хрупкости пластиковых труб из ПВХ-У (часть 2)

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:

Необоснованный процесс экструзии

(1) Чрезмерная или недостаточная пластификация материалов . Это связано с настройкой температуры процесса и соотношением подачи. Если температура установлена слишком высокой, материал будет чрезмерно пластифицирован, а некоторые компоненты с более низкой молекулярной массой разложатся и улетучатся; если температура слишком низкая, в компонентах не будет молекул. Полностью слитая молекулярная структура не является прочной. Слишком большая степень подачи увеличит площадь нагрева и сдвиг материала, а также увеличит давление, что легко приведет к чрезмерной пластификации; слишком малая степень подачи приведет к уменьшению площади нагрева и сдвига материала, что приведет к недостаточной пластификации. Избыточная или недостаточная пластификация приведет к порезам и сколам труб.

(2) Недостаточное давление на голову , с одной стороны, связано с конструкцией формы (это описано отдельно ниже), с другой стороны, связано с коэффициентом подачи и настройкой температуры. При недостаточном давлении плотность материала будет низкой, что приведет к рыхлой организации. Если материал трубки хрупкий, скорость подачи дозатора и скорость экструзионного шнека следует отрегулировать для контроля давления напора в диапазоне от 25 МПа до 35 МПа.

(3) Низкомолекулярные компоненты в продукте не выбрасываются . Обычно существует два способа получения низкомолекулярных компонентов в продуктах. Один из них образуется при горячем смешивании и может быть выгружен через системы осушения и вытяжки во время горячего смешивания. Вторая часть представляет собой часть оставшейся воды и хлористого водорода, образующихся при нагревании и повышении давления экструзии. Обычно он принудительно выпускается через систему принудительного выпуска выхлопной секции главного двигателя. Степень вакуума обычно составляет от -0,05 МПа до 0,08 МПа. Если он не открыт или слишком низкий, в продукте останутся низкомолекулярные компоненты, что приведет к снижению механических свойств трубы.

(4) Крутящий момент винта слишком мал . Крутящий момент винта — это величина реактивной машины под напряжением. Заданное значение температуры процесса и коэффициент подачи напрямую отражаются на значении крутящего момента шнека. Слишком низкий крутящий момент винта в некоторой степени отражает низкую температуру или малую степень подачи, поэтому материал не может быть полностью пластифицирован в степени экструзии, а также это приведет к снижению механических свойств трубы. В зависимости от различного экструзионного оборудования и матриц крутящий момент шнека обычно контролируется в пределах 60–85 % для соответствия требованиям.

(5) Скорость тяги не соответствует скорости экструзии . Слишком высокая скорость транспортировки приведет к истончению механических свойств трубы, а слишком низкая скорость транспортировки приведет к высокому сопротивлению трубы, и изделие окажется в состоянии высокой растяжимости, что также повлияет на механические свойства трубы.

Необоснованная конструкция пресс-формы

(1) Конструкция сечения штампа необоснованна, особенно распределение внутренних ребер и обработка угла сопряжения . Это приведет к концентрации стресса. Необходимо усовершенствовать конструкцию и исключить прямые и острые углы на границе раздела.

(2) Недостаточное давление матрицы . Давление в матрице напрямую определяется степенью сжатия матрицы, особенно длиной прямого участка матрицы. Если степень сжатия матрицы слишком мала или прямое сечение слишком короткое, продукт не будет плотным и это повлияет на физические свойства. Изменение давления головки матрицы позволяет регулировать сопротивление потоку, изменяя длину прямого участка матрицы, с одной стороны; с другой стороны, можно выбирать различные степени сжатия для изменения давления экструзии на этапе проектирования матрицы, но следует отметить, что степень сжатия матрицы Совместима со степенью сжатия шнека экструдера; Давление расплава также можно изменить, изменив формулу, отрегулировав параметры процесса экструзии и добавив пористую пластину.

(3) Для ухудшение производительности, вызванное плохое слияние отводящих ребер , длина ребер и внешней поверхности, длина ребер и место слияния ребер должны быть соответствующим образом увеличены или степень сжатия должна быть увеличена.

(4) Матрица неравномерно разгружается, что приводит к неравномерной толщине стенки трубы или неравномерной плотности. Это также привело к разнице в механических свойствах двух сторон трубы. В наших экспериментах мы иногда подвергали одну сторону холодному удару как квалифицированную, а другую — неудачной, что только подтверждало эту точку зрения. Что касается тонкостенных и других нестандартных труб, то я не буду здесь больше ничего говорить.

(5) Скорость охлаждения формовочной формы. Температура охлаждающей воды часто не привлекает достаточного внимания. Роль охлаждающей воды заключается в охлаждении и формировании растянутых макромолекулярных цепей вовремя для достижения цели использования. Медленное охлаждение может дать достаточно времени для растяжения молекулярной цепи, что способствует ее формированию. При быстром охлаждении разница между температурой воды и температурой экструдированной трубки слишком велика, а быстрое охлаждение продукта не способствует улучшению низкотемпературных характеристик продукта.

Согласно объяснению физики полимеров, макромолекулярная цепь ПВХ подвергается процессу скручивания и растяжения под действием температуры и внешней силы. При снятии температуры и внешней силы макромолекулярная цепь не возвращается со временем в свободное состояние и находится в стеклянном состоянии. Неупорядоченное расположение приводит к низким низкотемпературным ударным характеристикам макроскопических изделий.

С точки зрения технологии переработки пластмасс поясняется, что после экструзии ПВХ-трубы в изделии происходит процесс релаксации напряжений после снятия температуры и внешней силы. Соответствующая температура охлаждающей воды способствует этому процессу. Если температура охлаждающей воды слишком низкая, напряжение в изделии не успело исчезнуть, что привело к снижению его эксплуатационных характеристик. Таким образом, охлаждение труб осуществляется методом медленного охлаждения, что позволяет предотвратить коробление, изгиб и усадку формованного изделия, а также снизить ударную вязкость изделия из-за внутренних напряжений. Обычно температура воды контролируется на уровне 20°C.

Для мягкого охлаждения заготовки без закалки водопроводная труба, соединенная с охлаждающим калибровочным рукавом, подсоединяется к задней части калибровочного рукава, а вода, протекающая в калибровочном рукаве, противоположна направлению движения заготовки и выводится из калибровочного рукава . Это не приведет к быстрому охлаждению заготовки из-за слишком низкой температуры воды, чрезмерного внутреннего напряжения, охрупчивания трубы и снижения ударопрочности профиля. Добавление или уменьшение количества наполнителей, а также добавление наполнителей напрямую влияет на индекс гибкости. Если наполнителя слишком много, холодная промывка трубы не будет соответствовать стандарту.

Если наполнитель слишком мал, труба будет иметь большую скорость изменения размеров. То же самое касается и того, что для увеличения или уменьшения индекса гибкости необходимо увеличить или уменьшить модификатор ударопрочности или технологическую добавку, а увеличение или уменьшение технологической добавки напрямую влияет на индекс жесткости.

При слишком большом количестве технологических добавок индекс жесткости трубы уменьшится; при слишком малом количестве технологических добавок индекс жесткости профиля увеличится . В формуле эти два фактора являются противоречивыми и едиными взаимно ограничительными факторами. Неразумно увеличивать наполнитель без принципа, сохраняя при этом индекс гибкости. Поэтому в системе рецептур необходимо определить оптимальную точку склеивания, чтобы достичь баланса между жесткостью и гибкостью.

Влияние процесса экструзии на индекс жесткости и гибкости труб

Установка температуры экструзии является одним из факторов, влияющих на степень пластификации материала. Низкомолекулярный полимер в чрезмерно пластифицированном материале разлагается и улетучивается, что приводит к межмолекулярным структурным изменениям, которые увеличивают индекс жесткости и снижают индекс гибкости. Недостаточная пластификация материала и недостаточное слияние молекул каждого компонента в материале приведут к снижению индекса жесткости, и в то же время индекс гибкости не может быть отображен в полной мере.

Крутящий момент винта и давление экструзии прямо пропорциональны индексу жесткости профиля и увеличиваются с увеличением крутящего момента и давления.

Индекс гибкости обратно пропорционален ему и уменьшается с увеличением крутящего момента и давления. Необходимо добавить, что когда экструзия только начинается, случайно обнаруживается, что отдельные профили не имеют явления растрескивания, но обнаруживается, что во внутренних ребрах имеются небольшие пузырьки, что является еще одной новой проблемой.

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

Продукция Показать