La fragilità della plastica è sempre stata un fattore che affligge le normali operazioni di alcune aziende. La fragilità del tubo influisce più o meno sulla quota di mercato e sulla reputazione degli utenti di queste aziende di tubi, sia in termini di aspetto della sezione trasversale che di approvazione dell'installazione. Si riflette pienamente nelle proprietà fisiche e meccaniche del prodotto.
In questo documento verranno discusse e analizzate le ragioni della fragilità dei tubi in plastica PVC-U dalla formulazione, dal processo di miscelazione, dal processo di estrusione, dallo stampo e da altri fattori esterni.
Le principali caratteristiche della fragilità del tubo in PVC sono: collasso al momento del taglio, rottura a freddo.
Ci sono molte ragioni per le scarse proprietà fisiche e meccaniche dei prodotti per tubi, principalmente come segue:
La formula e il processo di miscelazione sono irragionevoli
(1) Troppo riempitivo. In considerazione degli attuali prezzi di basso profilo sul mercato e dell'aumento dei prezzi delle materie prime, i produttori di tubi si stanno mobilitando per ridurre i costi. I normali produttori di tubi attraverso la combinazione ottimizzata di formule, con la premessa di non ridurre la qualità, riducono i costi; I produttori stanno riducendo i costi riducendo la qualità del prodotto. A causa del componente della formulazione, il modo più diretto ed efficace è aumentare il riempitivo. Il riempitivo comunemente usato nei tubi in plastica PVC-U è il carbonato di calcio.
Nel precedente sistema di formulazione si aggiunge la maggior parte del calcio, lo scopo è aumentare la rigidità e ridurre il costo, ma il calcio pesante è molto diverso per la forma irregolare delle particelle e la granulometria relativamente grande e la scarsa compatibilità del corpo in resina PVC. Basso e il numero di parti aumenta il colore e l'aspetto del tubo.
Al giorno d'oggi, con lo sviluppo della tecnologia, la maggior parte del carbonato di calcio ultra-fine e leggero attivato, anche il carbonato di calcio su scala nanometrica, non solo svolge il ruolo di aumentare la rigidità e il riempimento, ma ha anche la funzione di modifica, ma la quantità di riempimento non è Senza limiti, la proporzione dovrebbe essere controllata. Alcuni produttori ora aggiungono carbonato di calcio a 20-50 parti in massa per ridurre il costo, che riduce notevolmente le proprietà fisiche e meccaniche del profilo, con conseguente fragilità del tubo.
(2) Il tipo e la quantità di modificatore di impatto aggiunto. Il modificatore d'urto è un polimero ad alto peso molecolare in grado di aumentare l'energia totale di cracking del polivinilcloruro sotto l'azione delle sollecitazioni.
Attualmente, le principali varietà di modificatori di impatto per cloruro di polivinile rigido sono CPE, ACR, MBS, ABS, EVA, ecc. Tra questi, la struttura molecolare dei modificatori CPE, EVA e ACR non contiene doppi legami e la resistenza agli agenti atmosferici è Buona. Come materiali da costruzione per esterni, sono miscelati con il PVC per migliorare efficacemente la resistenza agli urti, la lavorabilità e la resistenza agli agenti atmosferici del PVC rigido.
Nel sistema misto PVC/CPE, la resistenza all'impatto aumenta con l'aumento della quantità di CPE, mostrando una curva a forma di S. Quando la quantità di aggiunta è inferiore a 8 parti in massa, la resistenza all'urto del sistema aumenta molto poco; la quantità di addizione aumenta maggiormente quando è di 8-15 parti in massa; quindi il tasso di crescita tende ad essere delicato.
Quando la quantità di CPE è inferiore a 8 parti in massa, non è sufficiente formare una struttura a rete; quando la quantità di CPE è di 8-15 parti in massa, viene disperso in modo continuo e uniforme nel sistema di miscelazione per formare una struttura a rete in cui la separazione di fase non è separata, in modo che la miscelazione venga eseguita. La forza d'urto del sistema aumenta maggiormente; quando la quantità di CPE supera le 15 parti in massa, non si può formare una dispersione continua e uniforme, ma una parte di CPE forma un gel, in modo che non vi siano particelle di CPE disperse adatte all'interfaccia delle due fasi. Per assorbire l'energia d'urto, la crescita della forza d'urto tende ad essere lenta.
Nelle miscele PVC/ACR, l'ACR può migliorare significativamente la resistenza agli urti della miscela. Allo stesso tempo, le particelle di "guscio nucleare" possono essere disperse uniformemente nella matrice di PVC. Il PVC è la fase continua, l'ACR è la fase dispersa ed è disperso nella fase continua del PVC per interagire con il PVC, che funge da coadiuvante tecnologico per favorire la plastificazione del PVC. Gelazione, breve tempo di plastificazione e buone proprietà di lavorazione. La temperatura di formatura e il tempo di plastificazione hanno scarso effetto sulla resistenza all'urto dentellata e il modulo elastico a flessione diminuisce poco.
Generalmente, la quantità del prodotto in PVC duro modificato da ACR è di 5-7 parti in massa e ha un'eccellente resistenza all'urto a temperatura ambiente o resistenza all'urto a bassa temperatura. L'evidenza sperimentale mostra che l'ACR ha una resistenza all'urto superiore del 30% rispetto al CPE. Pertanto, nella formulazione viene utilizzato il più possibile il sistema della miscela PVC/ACR e la modifica con CPE e la quantità inferiore a 8 parti in massa tende a causare fragilità del tubo.
(3) Troppo o troppo poco stabilizzatore. Il ruolo dello stabilizzante è quello di inibire la degradazione o di reagire con l'acido cloridrico rilasciato e di prevenire lo scolorimento durante la lavorazione del polivinilcloruro.
Gli stabilizzanti variano a seconda del tipo, ma in generale un uso eccessivo ritarda il tempo di plastificazione del materiale, che si traduce in una minore plastificazione del materiale al momento dell'uscita dallo stampo, e non vi è una fusione completa tra le molecole nella formulazione sistema. Fa sì che la sua struttura intermolecolare sia debole.
Quando la quantità è troppo piccola, le sostanze molecolari relativamente basse nel sistema di formulazione possono essere degradate o decomposte (indicate anche come sovraplasticizzazione) e la stabilità della struttura intermolecolare di ciascun componente può essere distrutta. Pertanto, la quantità di stabilizzante influenzerà anche la resistenza all'urto del tubo. Troppo o troppo poco farà diminuire la resistenza del tubo e lo farà diventare fragile.
(4) Quantità eccessiva di lubrificante esterno. Il lubrificante esterno è meno solubile nella resina e può favorire lo scorrimento tra le particelle di resina, riducendo così il calore di attrito e ritardando il processo di fusione. Questa azione del lubrificante è all'inizio del processo di lavorazione (cioè il riscaldamento esterno e il calore di attrito generato internamente). È il più grande prima che la resina sia completamente fusa e la resina nella fusione perde le sue caratteristiche identificative.
Il lubrificante esterno è suddiviso in pre-lubrificazione e post-lubrificazione e il materiale eccessivamente lubrificato presenta una forma scadente in varie condizioni. Se il lubrificante non viene utilizzato correttamente, può causare segni di flusso, bassa resa, torbidità, scarso impatto e superficie ruvida. , adesione, scarsa plastificazione, ecc. In particolare, quando la quantità è eccessiva, la compattezza del profilo è scarsa, la plastificazione è scarsa e la proprietà all'urto è scarsa, con conseguente fragilità del tubo.
(5) Anche la sequenza di miscelazione a caldo, l'impostazione della temperatura e il tempo di indurimento sono fattori decisivi per le proprietà del profilo. Ci sono molti componenti nella formula PVC-U. L'ordine di aggiunta dovrebbe essere vantaggioso per il ruolo di ciascun additivo ed è vantaggioso aumentare la velocità di dispersione ed evitare l'effetto sinergico negativo. L'ordine degli additivi dovrebbe aiutare a migliorare l'ausiliario. L'effetto sinergico dell'agente supera l'effetto di eliminazione del grammo di fase, in modo che gli ausiliari che dovrebbero essere dispersi nella resina di PVC entrino completamente all'interno della resina di PVC.
La tipica sequenza di addizione della formula del sistema di stabilizzazione è la seguente:
a Quando il funzionamento a bassa velocità, aggiungere la resina di PVC alla pentola di miscelazione calda;
b Aggiungere stabilizzante e sapone a 60°C in funzionamento ad alta velocità;
c Aggiunta di lubrificanti interni, pigmenti, modificatori di impatto e coadiuvanti tecnologici ad alte velocità intorno agli 80 °C;
d Aggiungere una cera o altro lubrificante esterno ad una velocità elevata di circa 100°C;
e Aggiunta di riempitivo a 110°C in funzionamento ad alta velocità;
f scaricare il materiale in una vasca di miscelazione fredda a bassa velocità di 110°C - 120°C per il raffreddamento;
g Quando la temperatura viene ridotta a circa 40 °C, il materiale viene scaricato. L'ordine di alimentazione di cui sopra è ragionevole, ma nella produzione effettiva, in base alla propria attrezzatura e alle varie condizioni, la maggior parte dei produttori aggiunge altri additivi oltre alla resina. C'è anche un carbonato di calcio attivato leggero aggiunto insieme all'ingrediente principale e simili.
Ciò richiede che il personale tecnico dell'azienda sviluppi la propria tecnologia di lavorazione e sequenza di alimentazione in base alle caratteristiche dell'azienda.
Generalmente la temperatura di miscelazione a caldo è di circa 120°C. Quando la temperatura è troppo bassa, il materiale non raggiunge la gelificazione e la miscela è uniforme. Al di sopra di questa temperatura, alcuni materiali possono decomporsi e volatilizzarsi e la polvere mista secca è gialla. Il tempo di miscelazione è generalmente di 7-10 minuti per ottenere la compattazione, l'omogeneizzazione e la gelificazione parziale. La miscela a freddo è generalmente inferiore a 40°C e il tempo di raffreddamento deve essere breve. Se la temperatura è superiore a 40 ° C e la velocità di raffreddamento è lenta, l'impasto secco preparato sarà inferiore alla compattezza convenzionale.
Il tempo di stagionatura dell'impasto secco è generalmente di 24 ore. Oltre questo tempo, il materiale è facile da assorbire acqua o agglomerarsi. Al di sotto di questo tempo, la struttura tra le molecole del materiale non è stabile, provocando grandi fluttuazioni nelle dimensioni esterne e nello spessore delle pareti del tubo durante l'estrusione. . Se i collegamenti di cui sopra non vengono rafforzati, la qualità dei prodotti dei tubi ne risentirà. In alcuni casi, il tubo diventerà fragile.