[สติกเกอร์ยอดนิยม] วิเคราะห์สาเหตุของความเปราะบางของท่อพลาสติก PVC-U (I)

ความเปราะบางของพลาสติกเป็นปัจจัยที่รบกวนการดำเนินงานปกติของบางบริษัทมาโดยตลอด ความเปราะบางของท่อส่งผลต่อส่วนแบ่งการตลาดและชื่อเสียงของผู้ใช้ของบริษัทท่อเหล่านี้ไม่มากก็น้อย ทั้งในแง่ของรูปลักษณ์หน้าตัดและการอนุมัติการติดตั้ง สะท้อนให้เห็นคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของผลิตภัณฑ์ได้อย่างสมบูรณ์
ในบทความนี้ จะมีการพูดคุยและวิเคราะห์สาเหตุของความเปราะบางของท่อพลาสติก PVC-U จากการกำหนดสูตร กระบวนการผสม กระบวนการอัดรีด แม่พิมพ์ และปัจจัยภายนอกอื่นๆ
ลักษณะสำคัญของความเปราะของท่อพีวีซีคือ: ยุบตัวในขณะที่ตัด, แตกเย็น
มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของผลิตภัณฑ์ท่อไม่ดี สาเหตุหลักๆ ดังต่อไปนี้:

สูตรและกระบวนการผสมไม่สมเหตุสมผล

(1) ฟิลเลอร์มากเกินไป เมื่อพิจารณาจากราคาที่ต่ำในปัจจุบันในตลาดและราคาวัตถุดิบที่สูงขึ้น ผู้ผลิตท่อจึงให้ความสำคัญกับการลดต้นทุน ผู้ผลิตท่อทั่วไปผ่านการผสมผสานสูตรที่เหมาะสมที่สุด ภายใต้สมมติฐานที่จะไม่ลดคุณภาพ ลดต้นทุน ผู้ผลิตกำลังลดต้นทุนในขณะที่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เนื่องจากองค์ประกอบของสูตร วิธีที่ตรงและมีประสิทธิภาพที่สุดคือการเพิ่มฟิลเลอร์ สารตัวเติมที่ใช้กันทั่วไปในท่อพลาสติก PVC-U คือแคลเซียมคาร์บอเนต

ในระบบการกำหนดสูตรก่อนหน้านี้ แคลเซียมส่วนใหญ่จะถูกเติมเข้าไป โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งและลดต้นทุน แต่แคลเซียมที่หนักจะแตกต่างกันมากเนื่องจากรูปร่างของอนุภาคที่ไม่สม่ำเสมอและขนาดอนุภาคที่ค่อนข้างใหญ่ และความเข้ากันได้ที่ไม่ดีของตัวเรซิน PVC ต่ำและจำนวนชิ้นส่วนทำให้สีและลักษณะของท่อเพิ่มขึ้น

ปัจจุบันด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีแคลเซียมคาร์บอเนตที่มีฤทธิ์ละเอียดและเบาส่วนใหญ่แม้แต่แคลเซียมคาร์บอเนตระดับนาโนไม่เพียง แต่มีบทบาทในการเพิ่มความแข็งแกร่งและการเติมเท่านั้น แต่ยังมีหน้าที่ในการดัดแปลง แต่ปริมาณการเติมนั้นไม่มีขีดจำกัด สัดส่วนควรได้รับการควบคุม ขณะนี้ผู้ผลิตบางรายเติมแคลเซียมคาร์บอเนตเป็น 20-50 ส่วนโดยมวลเพื่อลดต้นทุน ซึ่งจะช่วยลดคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของโปรไฟล์ได้อย่างมาก ส่งผลให้ท่อมีความเปราะบาง

(2) ชนิดและปริมาณของตัวปรับผลกระทบที่เพิ่ม ตัวปรับแรงกระแทกเป็นโพลีเมอร์โมเลกุลสูงที่สามารถเพิ่มพลังงานทั้งหมดของการแตกร้าวของโพลีไวนิลคลอไรด์ภายใต้การกระทำของความเครียด

ในปัจจุบัน ตัวดัดแปลงผลกระทบหลักสำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์แข็ง ได้แก่ CPE, ACR, MBS, ABS, EVA ฯลฯ ในหมู่พวกเขา โครงสร้างโมเลกุลของตัวดัดแปลง CPE, EVA และ ACR ไม่มีพันธะคู่ และทนต่อสภาพอากาศได้ดี เนื่องจากเป็นวัสดุก่อสร้างกลางแจ้ง จึงผสมกับพีวีซีเพื่อปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทก ความสามารถในการแปรรูป และทนต่อสภาพอากาศของพีวีซีแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในระบบผสม PVC/CPE ความทนแรงกระแทกจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณ CPE ที่เพิ่มขึ้น โดยแสดงเส้นโค้งรูปตัว S เมื่อปริมาณการเติมน้อยกว่า 8 ส่วนโดยมวล ความต้านทานแรงกระแทกของระบบจะเพิ่มขึ้นน้อยมาก ปริมาณการเติมจะเพิ่มขึ้นมากที่สุดเมื่อมีมวล 8-15 ส่วน ดังนั้นอัตราการเติบโตจึงมีแนวโน้มจะอ่อนโยน

เมื่อปริมาณ CPE น้อยกว่า 8 ส่วนโดยมวล ไม่เพียงพอที่จะสร้างโครงสร้างเครือข่าย เมื่อปริมาณ CPE อยู่ที่ 8-15 ส่วนโดยมวล CPE จะถูกกระจายอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอในระบบผสมผสานเพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่ายซึ่งการแยกเฟสจะไม่ถูกแยกออก เพื่อให้สามารถดำเนินการผสมได้ แรงกระแทกของระบบเพิ่มขึ้นมากที่สุด เมื่อปริมาณของ CPE เกิน 15 ส่วนโดยมวล จะไม่สามารถเกิดการกระจายตัวที่ต่อเนื่องและสม่ำเสมอได้ แต่ CPE บางตัวจะก่อตัวเป็นเจล ดังนั้นจึงไม่มีอนุภาค CPE ที่กระจายตัวที่เหมาะสมที่ส่วนต่อประสานของทั้งสองเฟส ในการดูดซับพลังงานกระแทก การเติบโตของแรงกระแทกมีแนวโน้มที่จะช้า

ในส่วนผสม PVC/ACR นั้น ACR สามารถปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทกของส่วนผสมได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกัน อนุภาค "เปลือกนิวเคลียร์" สามารถกระจายตัวสม่ำเสมอในเมทริกซ์ PVC PVC เป็นเฟสต่อเนื่อง ACR คือเฟสกระจาย และกระจายในเฟสต่อเนื่องของ PVC เพื่อโต้ตอบกับ PVC ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวช่วยในการประมวลผลเพื่อส่งเสริมการทำให้เป็นพลาสติกของ PVC การเกิดเจล เวลาการทำให้เป็นพลาสติกสั้น และคุณสมบัติการประมวลผลที่ดี อุณหภูมิการขึ้นรูปและเวลาในการทำให้เป็นพลาสติกมีผลเพียงเล็กน้อยต่อแรงกระแทกที่มีรอยบาก และโมดูลัสยืดหยุ่นในการดัดงอจะลดลงเล็กน้อย

โดยทั่วไป ปริมาณของผลิตภัณฑ์ PVC แข็งที่ดัดแปลงโดย ACR คือ 5-7 ส่วนโดยมวล และมีความต้านทานแรงกระแทกที่อุณหภูมิห้องดีเยี่ยมหรือความต้านทานแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ หลักฐานการทดลองแสดงให้เห็นว่า ACR มีแรงกระแทกสูงกว่า CPE ถึง 30% ดังนั้นจึงใช้ระบบผสม PVC/ACR ในการกำหนดสูตรให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และการดัดแปลงด้วย CPE และปริมาณที่น้อยกว่า 8 ส่วนโดยมวลมีแนวโน้มที่จะทำให้ท่อเปราะ

(3) โคลงมากเกินไปหรือน้อยเกินไป บทบาทของสารทำให้คงตัวคือการยับยั้งการย่อยสลาย หรือทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนคลอไรด์ที่ปล่อยออกมา และป้องกันการเปลี่ยนสีระหว่างกระบวนการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์

สารเพิ่มความคงตัวจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภท แต่โดยทั่วไปแล้ว การใช้งานมากเกินไปจะทำให้เวลาการทำให้เป็นพลาสติกของวัสดุล่าช้า ซึ่งส่งผลให้วัสดุเป็นพลาสติกน้อยลงในขณะที่ออกจากแม่พิมพ์ และไม่มีการหลอมรวมที่สมบูรณ์ระหว่างโมเลกุลในระบบการผสมสูตร ทำให้โครงสร้างระหว่างโมเลกุลอ่อนแอลง

เมื่อปริมาณน้อยเกินไป สารโมเลกุลที่ค่อนข้างต่ำในระบบการผสมสูตรอาจสลายตัวหรือสลายตัว (หรือเรียกว่าการทำให้เป็นพลาสติกมากเกินไป) และความเสถียรของโครงสร้างระหว่างโมเลกุลของส่วนประกอบแต่ละชิ้นอาจถูกทำลาย ดังนั้นปริมาณของสารกันโคลงก็จะส่งผลต่อความต้านทานแรงกระแทกของท่อด้วย มากเกินไปหรือน้อยเกินไปจะทำให้ความแข็งแรงของท่อลดลงและทำให้ท่อเปราะ

(4) สารหล่อลื่นภายนอกในปริมาณที่มากเกินไป สารหล่อลื่นภายนอกละลายได้น้อยในเรซินและสามารถส่งเสริมการเลื่อนระหว่างอนุภาคเรซิน ซึ่งช่วยลดความร้อนจากการเสียดสีและทำให้กระบวนการหลอมละลายล่าช้า การกระทำของน้ำมันหล่อลื่นนี้เกิดขึ้นในช่วงต้นของกระบวนการแปรรูป (นั่นคือ ความร้อนภายนอกและความร้อนจากการเสียดสีที่เกิดขึ้นภายใน) โดยจะมีขนาดใหญ่ที่สุดก่อนที่เรซินจะละลายจนหมด และเรซินในการหลอมจะสูญเสียคุณลักษณะการระบุตัวไป

สารหล่อลื่นภายนอกแบ่งออกเป็นประเภทก่อนการหล่อลื่นและหลังการหล่อลื่น และวัสดุที่มีการหล่อลื่นมากเกินไปจะมีรูปร่างที่ไม่ดีภายใต้สภาวะต่างๆ หากใช้น้ำมันหล่อลื่นไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดรอยไหล ผลผลิตต่ำ ความขุ่น แรงกระแทกไม่ดี และพื้นผิวขรุขระ การยึดเกาะ การทำให้เป็นพลาสติกไม่ดี ฯลฯ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีปริมาณมากเกินไป ความกะทัดรัดของโปรไฟล์ก็ไม่ดี การขึ้นรูปพลาสติกไม่ดี และคุณสมบัติการกระแทกไม่ดี ทำให้ท่อเปราะ

(5) ลำดับการผสมแบบร้อน การตั้งค่าอุณหภูมิ และเวลาในการบ่มยังเป็นปัจจัยชี้ขาดสำหรับคุณสมบัติของโปรไฟล์อีกด้วย สูตร PVC-U มีส่วนประกอบมากมาย ลำดับการเติมควรเป็นประโยชน์ต่อบทบาทของสารเติมแต่งแต่ละตัว และจะเป็นประโยชน์ในการเพิ่มความเร็วการกระจายตัว และหลีกเลี่ยงผลการทำงานร่วมกันที่ไม่พึงประสงค์ การเรียงลำดับสารเติมแต่งควรช่วยปรับปรุงสารเสริม ผลเสริมฤทธิ์กันของสารจะเอาชนะผลของการกำจัดเฟสแกรม ดังนั้นสารช่วยที่ควรกระจายตัวในพีวีซีเรซินจะเข้าสู่ด้านในของพีวีซีเรซินจนหมด

ลำดับการเติมสูตรระบบรักษาเสถียรภาพโดยทั่วไปมีดังนี้:
ก เมื่อทำงานด้วยความเร็วต่ำ ให้เติมพีวีซีเรซินลงในหม้อผสมร้อน
b เติมสารกันบูดและสบู่ที่อุณหภูมิ 60 ° C ภายใต้การทำงานที่ความเร็วสูง
c การเติมสารหล่อลื่นภายใน เม็ดสี สารปรับแรงกระแทก และสารช่วยในกระบวนการผลิตที่ความเร็วสูงประมาณ 80 °C
d เติมขี้ผึ้งหรือสารหล่อลื่นภายนอกอื่น ๆ ด้วยความเร็วสูงประมาณ 100 ° C
e การเติมสารตัวเติมที่ 110 ° C ภายใต้การทำงานที่ความเร็วสูง
f ปล่อยวัสดุลงในถังผสมเย็นด้วยความเร็วต่ำ 110 ° C - 120 ° C เพื่อทำความเย็น
g เมื่ออุณหภูมิลดลงเหลือประมาณ 40 °C วัสดุจะถูกระบายออก ลำดับการป้อนด้านบนนั้นสมเหตุสมผล แต่ในการผลิตจริง ตามอุปกรณ์ของตนเองและเงื่อนไขต่างๆ ผู้ผลิตส่วนใหญ่เติมสารเติมแต่งอื่นๆ นอกเหนือจากเรซิน นอกจากนี้ยังมีแคลเซียมคาร์บอเนตที่กระตุ้นแสงซึ่งเพิ่มเข้ากับส่วนผสมหลักและสิ่งที่คล้ายกัน

ซึ่งกำหนดให้บุคลากรด้านเทคนิคของบริษัทต้องพัฒนาเทคโนโลยีการประมวลผลและลำดับการป้อนของตนเองตามคุณลักษณะของบริษัท

โดยทั่วไปอุณหภูมิผสมร้อนจะอยู่ที่ประมาณ 120 ° C เมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป วัสดุจะไม่เกิดเจลและส่วนผสมจะสม่ำเสมอ เหนืออุณหภูมินี้ วัสดุบางชนิดอาจสลายตัวและระเหยได้ และผงผสมแห้งจะมีสีเหลือง โดยทั่วไปเวลาในการผสมคือ 7-10 นาทีเพื่อให้เกิดการบดอัด การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และการเกิดเจลบางส่วน ส่วนผสมเย็นโดยทั่วไปจะมีอุณหภูมิต่ำกว่า 40 ° C และต้องใช้เวลาในการทำความเย็นให้สั้น หากอุณหภูมิสูงกว่า 40 ° C และอัตราการเย็นตัวช้า ส่วนผสมแห้งที่เตรียมไว้จะด้อยกว่าความแน่นแบบธรรมดา

เวลาในการบ่มของส่วนผสมแห้งโดยทั่วไปคือ 24 ชั่วโมง เหนือเวลานี้ วัสดุสามารถดูดซับน้ำหรือจับตัวเป็นก้อนได้ง่าย ต่ำกว่าเวลานี้ โครงสร้างระหว่างโมเลกุลของวัสดุไม่เสถียร ส่งผลให้เกิดความผันผวนอย่างมากในขนาดภายนอกและความหนาของผนังของท่อในระหว่างการอัดขึ้นรูป . หากลิงก์ด้านบนไม่แข็งแรงขึ้น คุณภาพของผลิตภัณฑ์ท่อจะได้รับผลกระทบ ในบางกรณีท่อจะเปราะ