[Nhãn dán khoa học] Phân tích nguyên nhân độ giòn của ống nhựa PVC-U (Phần 1)

Tính giòn của nhựa luôn là yếu tố cản trở hoạt động bình thường của một số công ty. Độ giòn của ống ít nhiều đã ảnh hưởng đến thị phần và uy tín người sử dụng của các công ty sản xuất ống này về hình thức mặt cắt và phê duyệt lắp đặt. Độ giòn của ống về cơ bản được thể hiện đầy đủ ở tính chất cơ lý của sản phẩm.

Bài viết này thảo luận và phân tích nguyên nhân gây ra tính giòn của ống nhựa PVC-U từ công thức, quá trình trộn, quá trình ép đùn, nấm mốc và các yếu tố bên ngoài khác.

Các đặc điểm chính của ống PVC trở nên giòn là: nứt và vỡ trong quá trình đột nguội trong quá trình đột bao hình.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tính chất cơ lý kém của sản phẩm ống, chủ yếu như sau:

Công thức và quy trình pha trộn không hợp lý

(1) Quá nhiều chất độn. Trước tình hình giá thấp hiện nay trên thị trường và giá nguyên liệu thô tăng cao, các nhà sản xuất ống đều hướng đến việc giảm chi phí. Các nhà sản xuất ống thông thường giảm chi phí mà không làm giảm chất lượng bằng cách tối ưu hóa việc kết hợp các công thức; một số Nhà sản xuất đã hạ thấp chất lượng sản phẩm của mình đồng thời giảm giá thành. Do thành phần của công thức nên cách trực tiếp và hiệu quả nhất là bổ sung chất độn. Chất độn thường được sử dụng trong ống nhựa PVC-U là canxi cacbonat.

Trong các hệ thống công thức trước đây, hầu hết chúng đều chứa canxi nặng, mục đích là tăng độ cứng và giảm chi phí. Tuy nhiên, do hình dạng hạt không đều và kích thước hạt tương đối thô, canxi nặng có khả năng tương thích kém với thân nhựa PVC nên lượng bổ sung rất cao. Thấp và khi số lượng bản sao tăng lên, màu sắc và hình thức của ống sẽ bị ảnh hưởng.

Hiện nay với sự phát triển của công nghệ, hầu hết việc sử dụng canxi cacbonat hoạt tính siêu nhẹ, hoặc thậm chí là canxi cacbonat ở quy mô nano, không chỉ có vai trò tăng độ cứng và làm đầy mà còn có vai trò điều chỉnh , nhưng lượng lấp đầy của nó không phải là Vô hạn, tỷ lệ của nó phải được kiểm soát. Hiện nay, một số nhà sản xuất bổ sung canxi cacbonat vào 20-50 phần theo khối lượng để giảm chi phí, điều này làm giảm đáng kể các tính chất cơ lý của mặt cắt và khiến ống trở nên giòn.

(2) Loại và số lượng chất điều chỉnh tác động được thêm vào. Chất điều chỉnh tác động là một loại polymer phân tử cao có thể làm tăng tổng năng lượng đứt gãy PVC khi bị căng thẳng.

Hiện nay, các loại chất điều chỉnh tác động chính cho PVC cứng là CPE, ACR, MBS, ABS, EVA, v.v. Cấu trúc phân tử của chất biến tính CPE, EVA, ACR không chứa liên kết đôi, có khả năng chống chịu thời tiết tốt và thích hợp làm vật liệu xây dựng ngoài trời, chúng được pha trộn với PVC để cải thiện hiệu quả khả năng chống va đập, khả năng xử lý và khả năng chống chịu thời tiết của PVC cứng.

Trong hệ thống pha trộn PVC/CPE, cường độ va đập của nó tăng lên khi lượng CPE tăng lên, biểu thị đường cong hình chữ S. Khi lượng bổ sung nhỏ hơn 8 phần khối lượng thì cường độ va đập của hệ tăng rất ít; khi lượng bổ sung là 8-15 phần khối lượng thì tốc độ tăng là lớn nhất; sau đó tốc độ tăng có xu hướng đi ngang.

Khi lượng CPE nhỏ hơn 8 phần khối lượng thì không đủ để hình thành cấu trúc mạng; khi lượng CPE là 8-15 phần khối lượng, nó được phân tán liên tục và đồng đều trong hệ thống trộn để tạo thành cấu trúc mạng phân tách pha làm cho độ bền va đập của hệ thống trộn tăng lên nhiều nhất; khi lượng CPE vượt quá 15 phần khối lượng thì không thể tạo thành sự phân tán liên tục và đồng đều mà một phần CPE tạo thành gel, do đó sẽ không có hạt CPE phù hợp để phân tán ở giao diện hai pha để hấp thụ năng lượng va chạm, do đó tốc độ tăng cường độ va đập có xu hướng chậm.

Trong hệ thống pha trộn PVC/ACR, ACR có thể cải thiện đáng kể khả năng chống va đập của hệ thống pha trộn. Đồng thời, các hạt "lõi-vỏ" có thể được phân tán đồng đều trong nền PVC. PVC là pha liên tục và ACR là pha phân tán. Được phân tán trong pha liên tục của PVC, nó tương tác với PVC và hoạt động như một chất hỗ trợ xử lý để thúc đẩy quá trình hóa dẻo và hóa dẻo của PVC. Tạo gel, thời gian dẻo hóa ngắn và hiệu suất xử lý tốt. Nhiệt độ hình thành và thời gian hóa dẻo ít ảnh hưởng đến cường độ va đập và độ giảm mô đun đàn hồi uốn cũng nhỏ.

Liều lượng chung là 5-7 phần theo khối lượng. Các sản phẩm PVC cứng được ACR biến tính có độ bền va đập ở nhiệt độ phòng tuyệt vời hoặc độ bền va đập ở nhiệt độ thấp. Tuy nhiên, thực nghiệm đã chứng minh rằng cường độ va đập của ACR cao hơn CPE khoảng 30%. Do đó, nên sử dụng hệ thống trộn PVC/ACR càng nhiều càng tốt trong công thức và khi được sửa đổi bằng CPE và số lượng nhỏ hơn 8 phần khối lượng, đường ống thường sẽ trở nên giòn.

(3) Quá nhiều hoặc quá ít chất ổn định. Vai trò của chất ổn định là ức chế sự phân hủy hoặc phản ứng với hydro clorua được giải phóng và ngăn ngừa sự đổi màu trong quá trình xử lý polyvinyl clorua.

Lượng chất ổn định thay đổi tùy theo loại, nhưng nhìn chung, liều lượng quá nhiều sẽ làm chậm thời gian dẻo hóa của vật liệu, khiến vật liệu không bị dẻo khi xuất sang khuôn và các phân tử trong hệ thống công thức không được hợp nhất hoàn toàn. Làm cho cấu trúc liên phân tử của nó yếu đi.

Khi liều lượng quá nhỏ sẽ gây ra sự thoái hóa hoặc phân hủy trọng lượng phân tử tương đối thấp trong hệ thống công thức (cũng có thể nói là bị dẻo hóa quá mức), làm hỏng tính ổn định của cấu trúc liên phân tử của từng thành phần. Vì vậy, lượng chất ổn định cũng sẽ ảnh hưởng đến độ bền va đập của đường ống. Quá nhiều hoặc quá ít sẽ làm cho độ bền của ống giảm và khiến ống trở nên giòn.

(4) Lượng chất bôi trơn bên ngoài quá nhiều. Chất bôi trơn bên ngoài có khả năng tương thích thấp với nhựa, có thể thúc đẩy sự trượt giữa các hạt nhựa, từ đó làm giảm nhiệt ma sát và làm chậm quá trình nóng chảy. Tác dụng này của chất bôi trơn nằm ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý (tức là tác dụng làm nóng bên ngoài và nhiệt ma sát sinh ra bên trong) trước khi nhựa tan chảy hoàn toàn và nhựa trong quá trình nóng chảy mất đi đặc tính nhận dạng) là lớn nhất.

Chất bôi trơn bên ngoài được chia thành bôi trơn trước và bôi trơn sau . Vật liệu có bôi trơn quá mức sẽ có bề ngoài kém trong các điều kiện khác nhau. Nếu lượng chất bôi trơn không chính xác, nó có thể gây ra vết chảy, hiệu suất thấp, độ đục, tác động kém và bề mặt gồ ghề. , Độ bám dính, độ dẻo kém, v.v. Đặc biệt khi số lượng quá lớn sẽ gây ra độ nén kém và độ dẻo của cấu hình kém, dẫn đến hiệu suất va đập kém và độ giòn của đường ống .

(5) Trình tự cấp liệu gồm trộn nóng, cài đặt nhiệt độ và thời gian đóng rắn cũng có những yếu tố quyết định đến hiệu suất của biên dạng. Có nhiều thành phần trong công thức PVC-U. Thứ tự bổ sung được lựa chọn phải có lợi cho tác dụng của từng chất phụ gia và tăng tốc độ phân tán, đồng thời tránh tác dụng hiệp đồng không mong muốn của nó. Thứ tự bổ sung các chất phụ gia sẽ giúp tăng hàm lượng chất phụ trợ hiệu ứng. Tác dụng bổ sung của các tác nhân khắc phục được tác dụng loại bỏ và loại bỏ lẫn nhau , để các chất phụ gia cần phân tán trong nhựa PVC có thể xâm nhập hoàn toàn vào bên trong nhựa PVC.

Trình tự cho ăn của một công thức hệ thống ổn định điển hình như sau:

khi nào chạy ở tốc độ thấp, thêm nhựa PVC vào nồi trộn nóng;

b Thêm chất ổn định và xà phòng khi vận hành ở tốc độ cao ở 60°C;

c Thêm chất bôi trơn bên trong, chất màu, chất điều chỉnh tác động và chất hỗ trợ xử lý ở nhiệt độ khoảng 80°C khi vận hành ở tốc độ cao;

d Thêm chất bôi trơn bên ngoài như sáp ở nhiệt độ khoảng 100°C và tốc độ cao;

e Thêm chất độn khi vận hành tốc độ cao ở 110°C;

f Xả nguyên liệu vào thùng trộn nguội để làm nguội ở tốc độ thấp 110°C-120°C;

g Trộn nguội cho đến khi nhiệt độ vật liệu giảm xuống khoảng 40°C thì xả ra. Trình tự cho ăn ở trên hợp lý hơn, nhưng trong thực tế sản xuất, nó cũng khác nhau tùy theo thiết bị của họ và các điều kiện khác nhau. Hầu hết các nhà sản xuất đều thêm các chất phụ gia khác cùng với nhựa. Ngoài ra còn có canxi cacbonat hoạt tính nhẹ được bổ sung cùng với các thành phần chính, v.v.

Điều này đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật của doanh nghiệp phải đưa ra công nghệ chế biến và trình tự cho ăn phù hợp với đặc điểm của doanh nghiệp.

Thông thường, nhiệt độ trộn nóng là khoảng 120°C. Khi nhiệt độ quá thấp, vật liệu sẽ không bị gel hóa và trộn đều. Trên nhiệt độ này, một số vật liệu có thể bị phân hủy và bay hơi, bột hỗn hợp khô sẽ chuyển sang màu vàng. Thời gian trộn thường là 7-10 phút trước khi vật liệu có thể đạt được độ nén, đồng nhất và tạo gel một phần. Hỗn hợp lạnh thường dưới 40°C và thời gian làm mát cần ngắn. Nếu nhiệt độ lớn hơn 40°C và tốc độ làm nguội chậm thì hỗn hợp khô đã chuẩn bị sẽ kém đặc hơn so với hỗn hợp thông thường.

Thời gian trưởng thành của hỗn hợp khô thường là 24 giờ. Nếu vật liệu để lâu hơn thời gian này sẽ dễ bị hút nước hoặc kết tụ. Nếu nhỏ hơn thời gian này, cấu trúc của các phân tử giữa các vật liệu không ổn định, dẫn đến sự biến động lớn về hình dạng và độ dày thành ống trong quá trình ép đùn. . Nếu các liên kết trên không được tăng cường thì chất lượng của sản phẩm ống sẽ bị ảnh hưởng, trong một số trường hợp, ống sẽ bị giòn.

Bài viết này lấy từ Internet, chỉ nhằm mục đích học tập và giao lưu, không có mục đích thương mại.

Sản phẩm Hiển Thị