Хрупкость пластика всегда была фактором, мешающим нормальной работе некоторых компаний. Хрупкость труб в той или иной степени влияет на долю рынка и репутацию среди пользователей этих трубных компаний, 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 изделия.
В этой статье будут обсуждаться и анализироваться причины хрупкости пластиковых труб из ПВХ, включая рецептуру, процесс смешивания, процесс экструзии, плесень и другие внешние факторы.
Основными характеристиками хрупкости труб ПВХ являются: разрушение в момент резки, холодный разрыв.
Причин плохих физико-механических свойств трубной продукции множество, главным образом следующие:
Формула и процесс смешивания необоснованны
(1) Слишком много наполнителя. Ввиду текущих низких цен на рынке и роста цен на сырье производители труб бьются о сокращении издержек. Обычные производители труб за счет оптимизированного сочетания формул, не снижая качества, снижают стоимость; Производители сокращают затраты, одновременно снижая качество продукции. Из-за состава компонента наиболее прямым и эффективным способом является увеличение количества наполнителя. Наполнителем, обычно используемым в пластиковых трубах из ПВХ, является карбонат кальция.
В предыдущей системе рецептуры добавлялась большая часть кальция с целью повышения жесткости и снижения стоимости, но тяжелый кальций сильно отличается из-за неправильной формы частиц, относительно большого размера частиц и плохой совместимости. корпуса из ПВХ-смолы. Низкое, а количество деталей увеличивает цвет и внешний вид трубы.
В настоящее время, с развитием технологий, большая часть ультратонкого и легкого активированного карбоната кальция, даже наноразмерного карбоната кальция, не только играет роль увеличения жесткости и наполнения, но также имеет функцию модификации, а также количество наполнения. не без ограничений, пропорцию следует контролировать. Некоторые производители сейчас для удешевления добавляют карбонат кальция в количестве 20-50 массовых частей, что значительно снижает физико-механические свойства профиля, в результате чего труба становится хрупкой.
(2) Тип и количество добавленного модификатора воздействия. Модификатор ударопрочности представляет собой высокомолекулярный полимер, способный увеличивать общую энергию растрескивания поливинилхлорида под действием напряжений.
В настоящее время основными разновидностями модификаторов ударопрочности 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 является хороший. В качестве строительных материалов для наружного применения они смешиваются с ПВХ для эффективного улучшения ударопрочности, технологичности и устойчивости к атмосферным воздействиям твердого ПВХ.
В системе смесей ПВХ/CPE ударная вязкость увеличивается с увеличением количества CPE, что демонстрирует 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 умеренными.
Когда количество CPE составляет менее 8 массовых частей, этого недостаточно для образования сетчатой структуры; когда количество CPE составляет 8-15 массовых частей, он непрерывно и равномерно диспергируется в системе смеси с образованием сетчатой структуры, в которой разделение фаз не разделено, так что осуществляется смешивание. Максимально возрастает ударная вязкость системы; когда количество CPE превышает 15 массовых частей, непрерывная и однородная дисперсия не может быть образована, но некоторое количество CPE образует гель, так что на границе раздела двух фаз нет подходящих дисперсных частиц CPE. Чтобы поглотить энергию удара, рост ударной силы имеет тенденцию быть медленным.
В смесях ПВХ/ACR ACR может значительно улучшить ударопрочность смеси. В то же время частицы «ядерной оболочки» могут быть равномерно диспергированы в матрице ПВХ. ПВХ представляет собой непрерывную фазу, ACR представляет собой дисперсную фазу, 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 снижается незначительно.
Обычно количество продукта из твердого ПВХ, модифицированного ACR, составляет 5-7 частей по массе и имеет превосходную ударную вязкость при комнатной температуре или ударную вязкость при низкой температуре. Экспериментальные данные показывают, что ударная вязкость ACR на 30% выше, чем CPE. Поэтому в рецептуре используется как можно больше смеси ПВХ/ACR, а модификация CPE в количестве менее 8 массовых частей имеет тенденцию вызывать хрупкость трубки.
(3) Слишком много или слишком мало стабилизатора. Роль стабилизатора состоит в том, чтобы ингибировать разложение или вступать в реакцию с выделяющимся хлористым водородом и предотвращать изменение цвета 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 в момент выхода из формы и полному слиянию молекул в рецептуре не происходит. система. Делает его межмолекулярную структуру слабой.
Когда количество слишком мало, относительно низкомолекулярные вещества в рецептурной системе могут подвергаться деградации или разложению (также называемому чрезмерной пластификацией), а стабильность межмолекулярной структуры каждого компонента может быть нарушена. Следовательно, количество стабилизатора также будет влиять на ударную вязкость трубы. Слишком большое или слишком маленькое количество приведет к снижению прочности трубы и ее хрупкости.
(4) Чрезмерное количество внешней смазки. Внешняя смазка менее растворима в смоле и может способствовать скольжению между частицами смолы, тем самым уменьшая теплоту трения и замедляя процесс плавления. Это действие смазки происходит на ранней стадии процесса обработки (то есть внешний нагрев и тепло трения, генерируемое внутри). Он является самым большим до того, как смола полностью расплавится и смола в расплаве потеряет свои идентификационные характеристики.
Внешняя смазка делится на предварительную и последующую смазку, а чрезмерно смазанный материал в различных условиях теряет форму. Если смазка используется неправильно, это может привести к появлению следов течи, низкой производительности, мутности, плохой ударной вязкости и шероховатости поверхности. , адгезия, плохая пластификация и т. д. В частности, когда количество слишком велико, компактность профиля плохая, пластификация плохая, а ударная вязкость плохая, что приводит к хрупкости трубы.
(5) Последовательность горячего смешивания, установленная температура и время отверждения также являются решающими факторами для свойств профиля. В формуле PVC-U имеется множество компонентов. Порядок добавления должен учитывать роль каждой добавки, а также повышать скорость диспергирования и избегать неблагоприятного синергетического эффекта. Порядок добавок должен способствовать улучшению вспомогательных веществ. Синергетический эффект агента превосходит эффект удаления фазовых граммов, так что вспомогательные вещества, которые должны быть диспергированы в смоле ПВХ, полностью попадают внутрь смолы ПВХ.
Типичная последовательность добавления формул системы стабилизации следующая:
a При работе на низкой скорости добавьте ПВХ-смолу 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 ударной вязкости 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 температуре 110°C при высокой скорости;
f выгрузить материал в холодный смесительный бак на низкой скорости 110–120 °С для охлаждения;
g Когда температура снижается примерно до 40 °C, материал выгружается. Вышеуказанный порядок подачи является разумным, но на реальном производстве, в зависимости от собственного оборудования и различных условий, большинство производителей кроме смолы добавляют и другие добавки. Существует также легкий активированный карбонат кальция, добавленный вместе с основным ингредиентом и т.п.
Это требует от технического персонала компании разработки собственной технологии обработки и последовательности подачи в соответствии с особенностями компании.
Обычно 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. Если температура выше 40°С и скорость охлаждения медленная, то приготовленная сухая смесь будет уступать обычной компактности.
Время отверждения сухой смеси обычно составляет 24 часа. По истечении этого времени материал легко впитывает воду или агломерируется. Ниже этого времени структура между молекулами материала нестабильна, что приводит к большим колебаниям внешних размеров и толщины стенок трубы во время экструзии. . Если вышеуказанные звенья не будут усилены, качество трубной продукции пострадает. В некоторых случаях труба становится хрупкой.
