[Miếng dán thông dụng] Phân tích nguyên nhân gây giòn ống nhựa PVC-U (2)

Độ giòn của nhựa luôn là yếu tố cản trở hoạt động bình thường của một số công ty. Độ giòn của đường ống ít nhiều ảnh hưởng đến thị phần và uy tín người sử dụng của các công ty sản xuất ống này, cả về hình thức mặt cắt cũng như phê duyệt lắp đặt. Nó được phản ánh đầy đủ trong các tính chất vật lý và cơ học của sản phẩm.
Trong bài báo này, nguyên nhân gây giòn của ống nhựa PVC-U sẽ được thảo luận và phân tích từ công thức, quá trình trộn, quá trình ép đùn, nấm mốc và các yếu tố bên ngoài khác.
Đặc điểm chính của độ giòn của ống PVC là: xẹp khi cắt, đứt nguội.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tính chất cơ lý kém của sản phẩm ống, chủ yếu như sau:

Quá trình ép đùn không hợp lý

(1) Vật liệu quá dẻo hoặc không đủ. Điều này liên quan đến cài đặt nhiệt độ quy trình và tỷ lệ cấp liệu. Nếu nhiệt độ được đặt quá cao, vật liệu sẽ bị dẻo hóa quá mức. Một số thành phần có trọng lượng phân tử thấp hơn sẽ bị phân hủy và bay hơi. Nếu nhiệt độ quá thấp sẽ không có phân tử giữa các thành phần. Hợp nhất hoàn toàn, cấu trúc phân tử không mạnh. Tuy nhiên, tỷ lệ cấp liệu quá lớn, khiến diện tích gia nhiệt và độ cắt của vật liệu tăng lên, đồng thời áp suất tăng, dễ gây ra tình trạng quá dẻo; nếu tỷ lệ cấp liệu quá nhỏ, diện tích gia nhiệt và độ cắt của vật liệu sẽ giảm, điều này sẽ ít gây dẻo hơn. Dù quá dẻo hay quá dẻo đều sẽ gây ra hiện tượng cắt và sứt mẻ ống.

(2) Áp suất lên đầu máy không đủ, một mặt liên quan đến thiết kế khuôn (điều này được mô tả riêng bên dưới), mặt khác liên quan đến tỷ lệ cấp liệu và cài đặt nhiệt độ. Khi áp suất không đủ, độ nén của vật liệu kém sẽ gây ra mô lỏng lẻo. Chất liệu ống dễ gãy. Tại thời điểm này, phải điều chỉnh tốc độ cấp liệu đo sáng và tốc độ trục vít đùn để kiểm soát áp suất đầu trong khoảng từ 25Mpa đến 35Mpa.

(3) Các thành phần phân tử thấp trong sản phẩm không được thải ra ngoài. Nhìn chung có hai cách để tạo ra các thành phần trọng lượng phân tử thấp trong một sản phẩm, một cách được tạo ra trong quá trình trộn nóng, có thể được thải ra qua hệ thống hút ẩm và xả trong quá trình trộn nóng. Thứ hai là nước dư và đùn một phần và khí hydro clorua sinh ra khi đun nóng. Đây thường là sự xả cưỡng bức thông qua hệ thống xả cưỡng bức của bộ phận xả của động cơ chính. Độ chân không thường nằm trong khoảng từ -0,05Mpa đến 0,08Mpa. Nếu không mở hoặc quá thấp, các thành phần phân tử thấp sẽ còn sót lại trong sản phẩm, dẫn đến tính chất cơ học của ống bị giảm.

(4) Mô-men xoắn trục vít quá thấp, mô-men xoắn của trục vít là giá trị của máy phản ứng ở trạng thái lực, nhiệt độ quá trình được đặt và tỷ lệ cấp liệu được phản ánh trực tiếp trong giá trị mô-men xoắn trục vít. Quá thấp ở một mức độ nào đó phản ánh nhiệt độ thấp hoặc tỷ lệ cấp liệu nhỏ, do đó vật liệu không được dẻo hóa hoàn toàn ở mức độ đùn, điều này cũng sẽ làm giảm tính chất cơ học của đường ống. Theo các thiết bị và khuôn ép đùn khác nhau, mô-men xoắn trục vít thường nằm trong khoảng từ 60% đến 85% để đáp ứng yêu cầu.

(5) Tốc độ kéo không khớp với tốc độ đùn. Nếu tốc độ kéo quá nhanh, tính chất cơ học của thành ống sẽ bị giảm và tốc độ kéo sẽ quá chậm. Điện trở của đường ống sẽ cao và sản phẩm sẽ ở trạng thái chịu kéo cao, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến tính chất cơ học của đường ống.

Thiết kế khuôn không hợp lý

(1) Thiết kế của phần khuôn không hợp lý, đặc biệt là việc phân bố các gân bên trong và xử lý góc giao diện. Điều này sẽ gây ra sự tập trung căng thẳng. Cần phải cải tiến thiết kế và loại bỏ các góc vuông và nhọn ở giao diện.

(2) Áp suất khuôn không đủ. Áp suất tại khuôn được xác định trực tiếp bởi tỷ số nén của khuôn, đặc biệt là chiều dài đoạn thẳng của khuôn. Nếu tỷ số nén của khuôn quá nhỏ hoặc tiết diện thẳng quá ngắn thì sản phẩm sẽ không đặc và ảnh hưởng đến tính chất vật lý. Một mặt, sự thay đổi áp suất của khuôn có thể điều chỉnh lực cản dòng chảy bằng cách thay đổi chiều dài của phần phẳng của khuôn; mặt khác, có thể chọn các tỷ lệ nén khác nhau để thay đổi áp suất ép đùn trong giai đoạn thiết kế khuôn, nhưng cần lưu ý rằng tỷ lệ nén của đầu phải phù hợp với tỷ lệ nén của trục vít máy đùn; cũng có thể thay đổi các thông số quá trình ép đùn và tăng tấm đục lỗ để thay đổi áp suất nóng chảy.

(3) Đối với sự suy giảm hiệu suất do sự hội tụ kém của các gân song song, chiều dài của các gân và bề mặt bên ngoài, các gân và gân ở nơi hợp lưu phải được tăng lên một cách thích hợp hoặc phải tăng tỷ số nén để giải quyết.

(4) Việc xả khuôn không đồng đều, dẫn đến độ dày thành ống không nhất quán hoặc độ nén không nhất quán. Điều này cũng gây ra sự khác biệt về tính chất cơ học giữa hai mặt ống. Đôi khi chúng tôi không vượt qua được khảo nghiệm do bị đối xử lạnh lùng, điều đó đã chứng minh điều này. Còn đối với những đường ống không đạt tiêu chuẩn như thành mỏng thì ở đây chúng tôi sẽ không nói thêm.

(5) Tốc độ làm nguội của khuôn định cỡ. Nhiệt độ nước làm mát thường không gây đủ sự chú ý. Chức năng của nước làm mát là làm mát và định hình chuỗi phân tử lớn được kéo dài theo đường ống kịp thời để đạt được mục đích sử dụng. Làm lạnh chậm cho phép chuỗi phân tử kéo dài trong một khoảng thời gian vừa đủ để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo hình. Việc làm lạnh nhanh, chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ nước và phôi ống ép đùn quá lớn và sản phẩm có thể bị nguội, không có lợi cho việc cải thiện hiệu suất nhiệt độ thấp của sản phẩm.

Từ lý giải về vật lý polyme, chuỗi cao phân tử PVC trải qua quá trình uốn và giãn dưới tác dụng của nhiệt độ và ngoại lực. Khi nhiệt độ và ngoại lực bị rút đi, chuỗi cao phân tử không phục hồi kịp thời ở trạng thái tự do và ở trạng thái thủy tinh. Sự sắp xếp lộn xộn và lộn xộn, dẫn đến hiệu suất tác động ở nhiệt độ thấp của các sản phẩm vĩ mô.

Từ công nghệ gia công nhựa giải thích ống nhựa PVC sau khi ép đùn, sản phẩm có quá trình giảm ứng suất sau khi loại bỏ nhiệt độ và ngoại lực. Nhiệt độ nước làm mát phù hợp sẽ có lợi cho quá trình này. Khi nhiệt độ của nước làm mát quá thấp, ứng suất trong sản phẩm không được loại bỏ, dẫn đến hiệu suất của sản phẩm bị giảm. Do đó, việc làm mát đường ống áp dụng phương pháp làm mát chậm và có thể ngăn chặn sự cong vênh, uốn cong và co rút của sản phẩm đúc, đồng thời có thể ngăn chặn độ bền va đập của sản phẩm bị giảm do ứng suất bên trong. Nói chung, nhiệt độ nước được kiểm soát ở 20°C.

Để làm mát parison một cách nhẹ nhàng mà không làm nguội, ống nước nối với ống bọc định cỡ làm mát được nối với phần sau của ống định hình, sao cho hướng dòng nước trong ống bọc định cỡ ngược với hướng di chuyển của ống định cỡ và được thải ra từ phía trước của ống định cỡ. Điều này không làm cho parison bị nguội và gây ra ứng suất bên trong quá mức do nhiệt độ nước thấp, khiến đường ống trở nên giòn và khả năng chống va đập của biên dạng giảm. Việc thêm hoặc giảm chất độn, đồng thời tăng chất độn ảnh hưởng trực tiếp đến tính linh hoạt của nó. Nếu cho quá nhiều chất độn thì đường ống sẽ bị thổi nguội và không đạt tiêu chuẩn.

Nếu chất độn quá nhỏ, ống sẽ có tốc độ thay đổi kích thước lớn. Tương tự là tăng hoặc giảm chỉ số linh hoạt, cần tăng hoặc giảm chất điều chỉnh tác động hoặc chất hỗ trợ xử lý, và việc tăng hoặc giảm chất hỗ trợ xử lý sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ số độ cứng.

Nếu chất hỗ trợ xử lý quá nhiều, chỉ số độ cứng của ống sẽ giảm; nếu hỗ trợ xử lý quá nhỏ, chỉ số độ cứng của cấu hình sẽ tăng lên. Trong công thức, cả hai là yếu tố ràng buộc lẫn nhau trái ngược nhau và thống nhất, nhưng không thể nói rằng chỉ số độ cứng được tăng lên. Việc duy trì chỉ số linh hoạt để tăng chất độn đồng thời tăng chất hỗ trợ xử lý mà không có bất kỳ nguyên tắc nào là không hợp lý. Do đó, cần xác định điểm kết hợp tối ưu trong hệ thống công thức để đạt được sự cân bằng giữa độ cứng và tính linh hoạt.

Ảnh hưởng của quá trình ép đùn đến chỉ số độ cứng và tính linh hoạt của ống

Việc cài đặt nhiệt độ ép đùn là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến mức độ dẻo hóa của vật liệu. Polyme phân tử thấp trong vật liệu quá dẻo bị phân hủy và bay hơi, gây ra sự thay đổi cấu trúc liên phân tử để tăng chỉ số độ cứng và giảm chỉ số linh hoạt. Độ dẻo hóa vật liệu không đủ, thiếu sự kết hợp đầy đủ giữa các phân tử của các thành phần trong vật liệu sẽ làm giảm chỉ số độ cứng và chỉ số linh hoạt sẽ không được thể hiện đầy đủ.

Mô-men xoắn trục vít và áp suất đùn tỷ lệ thuận với độ cứng của biên dạng và tăng khi mô-men xoắn và áp suất tăng.

Chỉ số linh hoạt tỷ lệ nghịch với nó và giảm khi tăng mô-men xoắn và áp suất. Điều cần nói thêm là khi máy mới khởi động sẽ thấy các profile riêng lẻ không bị xẹp mà phát hiện các gân bên trong có bong bóng nhẹ là vấn đề mới.