La FraGilità Della plastiCa è da sempre un fattore che affligge il normale funzionamento di alcune aziende. La fragilità dei tuBi ha più o meno influenzato la quota di mercato e la reputazione degli utenti di queste aziende produttrici di tubi in termini di aspetto della sezione trasversale e approvazione dell'installazione. La fragilità dei tubi è fondamentalmente riflessa pienamente nelle proprietà fisiche e meccaniche del prodotto.
Questo articolo discute e analizza le ragioni della fragilità dei tubi in plastica PVC-U dalla formula, dal processo di miscelazione, dal processo di estrusione, dalla muffa e da altri fattori esterni.
Le principali caratteristiche dei tubi in PVC che diventano fragili sono: fessurazione e rottura durante la punzonatura a freddo durante la tranciatura.
Ci sono molte ragioni per le scarse proprietà fisiche e meccaniche dei prodotti per tubi, principalmente le seguenti:
Formula e processo di miscelazione irragionevoli
(1) Troppo riempitivo. Considerando i prezzi attualmente bassi sul mercato e l'aumento dei prezzi delle materie prime, i produttori di tubi puntano a ridurre i costi. I normali produttori di tubi riducono i costi senza ridurre la qualità ottimizzando la combinazione delle formule; alcuni produttori hanno abbassato la qualità dei loro prodotti riducendo i costi. A causa della composizione della formula, il modo più diretto ed efficace è aggiungere riempitivi. Il riempitivo comunemente utilizzato nei tubi in plastica PVC-U è il carbonato di calcio.
Nei precedenti sistemi di formulazione, la maggior parte di essi era riempita con calcio pesante, il cui scopo era aumentare la rigidità e ridurre i costi. Tuttavia, a causa della forma irregolare delle particelle e della dimensione delle particelle relativamente grossolane, il calcio pesante ha una scarsa compatibilità con il corpo in resina PVC, quindi la sua aggiunta è molto elevata. Basso e quando il numero di copie aumenta, il colore e l'aspetto della pipa ne risentiranno.
Ora, con lo sviluppo della tecnologia, la maggior parte dell'uso di carbonato di calcio attivato ultrafine e leggero, o anche di carbonato di calcio su scala nanometrica, che non solo svolge il ruolo di aumentare la rigidità e il riempimento, ma ha anche il ruolo di modificazione , ma la sua quantità di riempimento non è infinita, la sua proporzione dovrebbe essere controllata. Ora alcuni produttori aggiungono carbonato di calcio a 20-50 parti in massa per ridurre i costi, il che riduce notevolmente le proprietà fisiche e meccaniche del profilo e rende fragile il tubo.
(2) Tipo e quantità di modificatore di impatto aggiunto. Il modificatore di impatto è un polimero ad alto peso molecolare che può aumentare l'energia totale di rottura del PVC sotto stress.
Allo stato attuale, le principali varietà di modificatori di impatto per il PVC rigido sono CPE, ACR, MBS, ABS, EVA, ecc. La struttura molecolare dei modificatori CPE, EVA e ACR non contiene doppi legami e ha una buona resistenza agli agenti atmosferici e è adatta come materiali da costruzione per esterni, sono miscelati con 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 sua resistenza agli urti aumenta con l'aumento della quantità di CPE, mostrando una curva a forma di S. Quando la quantità aggiunta è inferiore a 8 parti in massa, la resistenza all'urto del sistema aumenta molto poco; quando la quantità aggiunta è di 8-15 parti in massa, il tasso di aumento è maggiore; successivamente, il tasso di incremento tende ad essere piatto.
Quando la quantità di CPE è inferiore a 8 parti in massa, non è sufficiente per formare una struttura a rete; quando la quantità di CPE è pari a 8-15 parti in massa, viene dispersa in modo continuo e uniforme nel sistema di miscelazione per formare una struttura di rete separata in fasi che rende la miscelazione La resistenza all'urto del sistema aumenta maggiormente; quando la quantità di CPE supera 15 parti in massa, non può formarsi una dispersione continua e uniforme, ma parte del CPE forma un gel, quindi non ci saranno particelle di CPE adatte per la dispersione nell'interfaccia bifase Per assorbire l'energia d'impatto , quindi la crescita della forza d'impatto tende ad essere lenta.
Nel sistema di miscela PVC/ACR, l'ACR può migliorare significativamente la resistenza agli urti del sistema di miscela. Allo stesso tempo, le particelle “nucleo-guscio” possono essere disperse uniformemente nella matrice di PVC. Il PVC è la fase continua e l'ACR è la fase dispersa. Disperso nella fase continua del PVC, interagisce con il PVC e funge da coadiuvante tecnologico per favorire la plastificazione e la plastificazione del PVC. Gelificazione, breve tempo di plastificazione e buone prestazioni di lavorazione. La temperatura di formatura e il tempo di plastificazione hanno poco effetto sulla resistenza all'impatto con intaglio e anche la diminuzione del modulo elastico a flessione è piccola.
Il dosaggio generale è di 5-7 parti in massa. I prodotti in PVC rigido modificati da ACR hanno un'eccellente resistenza agli urti a temperatura ambiente o alle basse temperature. Tuttavia, è stato dimostrato da esperimenti che la resistenza all'urto dell'ACR è circa il 30% superiore a quella del CPE. Pertanto, nella formulazione dovrebbe essere utilizzato il più possibile il sistema di miscelazione PVC/ACR se modificato con CPE e la quantità è inferiore a 8 parti in massa, il tubo diventerà spesso fragile.
(3) Troppo o troppo poco stabilizzatore. Il ruolo dello stabilizzante è quello di inibire la degradazione, o reagire con l'acido cloridrico rilasciato, e prevenire lo scolorimento durante la lavorazione del cloruro di polivinile.
La quantità di stabilizzante varia a seconda del tipo, ma in generale un dosaggio eccessivo ritarderà il tempo di plastificazione del materiale, in modo che il materiale non venga plastificato quando viene esportato nello stampo e le molecole nel sistema di formula non lo siano completamente fuso. Rende debole la sua struttura intermolecolare.
Quando il dosaggio è troppo piccolo, causerà la degradazione o la decomposizione del peso molecolare relativamente basso nel sistema della formula (si può anche dire che sia eccessivamente plastificato), che danneggerà la stabilità della struttura intermolecolare di ciascun componente. Pertanto, la quantità di stabilizzante influenzerà anche la resistenza agli urti del tubo. Troppo o troppo poco causeranno una diminuzione della resistenza del tubo e lo renderanno fragile.
(4) Quantità eccessiva di lubrificante esterno. Il lubrificante esterno ha una bassa compatibilità con la resina, che può favorire lo scorrimento tra le particelle di resina, riducendo così il calore da attrito e ritardando il processo di fusione. Questo effetto del lubrificante si verifica nella fase iniziale del processo di lavorazione (ovvero l'effetto di riscaldamento esterno e il calore di attrito generato internamente) prima che la resina sia completamente sciolta e la resina nella fusione perda le sue caratteristiche identificative) è maggiore.
I lubrificanti esterni si dividono in prelubrificazione e postlubrificazione . I materiali con lubrificazione eccessiva mostrano un aspetto scadente in varie condizioni. Se la quantità di lubrificante non è corretta, potrebbero verificarsi segni di flusso, bassa resa, torbidità, scarso impatto e superficie ruvida. , Adesione, scarsa plastificazione, ecc. Soprattutto quando il una quantità eccessiva causerà scarsa compattezza e scarsa plastificazione del profilo, con conseguente scarsa resistenza all'urto e fragilità del tubo .
(5) Anche la sequenza di alimentazione della miscelazione a caldo, l'impostazione della temperatura e il tempo di indurimento hanno fattori decisivi sulle prestazioni del profilo. Ci sono molti componenti nella formula del PVC-U. L'ordine di aggiunta selezionato dovrebbe favorire l'effetto di ciascun additivo e aumentare la velocità di dispersione, evitando il suo effetto sinergico indesiderato. L'ordine di aggiunta degli additivi dovrebbe contribuire ad aumentare l'ausiliario effetto. Gli effetti complementari degli agenti superano gli effetti di reciproca eliminazione ed eliminazione , in modo che gli additivi che dovrebbero essere dispersi nella resina di PVC possano entrare completamente all'interno della resina di PVC.
La sequenza di alimentazione di una tipica formula di sistema stabile è la seguente:
un Quando funzionando a bassa velocità, aggiungere la resina PVC nel recipiente caldo;
b Aggiungere stabilizzante e sapone durante il funzionamento ad alta velocità a 60°C;
c Aggiungere lubrificanti interni, pigmenti, modificatori di impatto e coadiuvanti tecnologici a circa 80°C durante il funzionamento ad alta velocità;
d Aggiungere lubrificanti esterni come cere a circa 100°C e ad alta velocità;
e Aggiungere il riempitivo durante il funzionamento ad alta velocità a 110°C;
f Scaricare i materiali nella vasca di miscelazione fredda per il raffreddamento a bassa velocità di 110°C-120°C;
g Miscelare a freddo fino a quando la temperatura del materiale scende a circa 40°C, quindi scaricare. La sequenza di alimentazione di cui sopra è più ragionevole, ma nella produzione effettiva è anche diversa a seconda dell'attrezzatura e delle varie condizioni. La maggior parte dei produttori aggiunge altri additivi insieme alla resina. C'è anche carbonato di calcio attivato dalla luce aggiunto insieme agli ingredienti principali e così via.
Ciò richiede che il personale tecnico dell'impresa elabori una tecnologia di lavorazione adeguata e una sequenza di alimentazione in base alle caratteristiche dell'impresa.
Generalmente la temperatura di miscelazione a caldo è intorno ai 120°C. Quando la temperatura è troppo bassa, i materiali non verranno gelificati e miscelati in modo uniforme. Al di sopra di questa temperatura, alcuni materiali potrebbero decomporsi e volatilizzarsi e la polvere mista secca diventerà gialla. Il tempo di miscelazione è generalmente di 7-10 minuti prima che il materiale possa raggiungere la compattazione, l'omogeneizzazione e la gelificazione parziale. La miscela fredda 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, la miscela secca preparata sarà meno densa di quella convenzionale.
Il tempo di maturazione delle miscele secche è generalmente di 24 ore. Se il materiale è più lungo di questo tempo, è facile assorbire acqua o agglomerarsi. Se è inferiore a questo tempo, la struttura delle molecole tra i materiali non è stabile, con conseguenti ampie fluttuazioni nella forma e nello spessore della parete del tubo durante l'estrusione. . Se i collegamenti di cui sopra non vengono rafforzati, la qualità dei prodotti del tubo ne risentirà e, in alcuni casi, il tubo sarà fragile.
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