Die Sprödigkeit von Kunststoff war schon immer ein Faktor, der den normalen Betrieb einiger Unternehmen beeinträchtigte. Die Sprödigkeit des Rohrs wirkt sich mehr oder weniger auf den Marktanteil und den Ruf der Benutzer dieser Rohrhersteller aus, sowohl in Bezug auf das Aussehen des Querschnitts als auch auf die Installationszulassung. Es spiegelt sich vollständig in den physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Produkts wider.
In diesem Artikel werden die Gründe für die Sprödigkeit von PVC-U-Kunststoffrohren diskutiert und analysiert, die sich aus der Formulierung, dem Mischprozess, dem Extrusionsprozess, der Form und anderen externen Faktoren ergeben.
Die Hauptmerkmale der Sprödigkeit von PVC-Rohren sind: Zusammenbruch beim Schneiden, Kaltbruch.
Es gibt viele Gründe für die schlechten physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Rohrprodukten, hauptsächlich wie folgt:
Rezeptur und Mischprozess sind unzumutbar
(1) Zu viel Füllstoff. Angesichts der derzeit niedrigen Preise am Markt und der steigenden Rohstoffpreise machen Rohrhersteller viel Aufhebens um die Kostensenkung. Die regulären Rohrhersteller reduzieren durch die optimierte Kombination von Rezepturen, unter der Prämisse, die Qualität nicht zu reduzieren, die Kosten; Hersteller reduzieren Kosten und verringern gleichzeitig die Produktqualität. Aufgrund der Formulierungskomponente ist der direkteste und effektivste Weg, den Füllstoff zu erhöhen. Der üblicherweise in PVC-U-Kunststoffrohren verwendete Füllstoff ist Calciumcarbonat.
In dem vorherigen Formulierungssystem wird das meiste Calcium hinzugefügt, der Zweck besteht darin, die Steifigkeit zu erhöhen und die Kosten zu senken, aber das schwere Calcium ist aufgrund der unregelmäßigen Form der Teilchen und der relativ großen Teilchengröße und der schlechten Kompatibilität sehr unterschiedlich des PVC-Harzkörpers. Niedrig, und die Anzahl der Teile erhöht die Farbe und das Aussehen der Pfeife.
Heutzutage spielt mit der Entwicklung der Technologie der größte Teil des ultrafeinen und leicht aktivierten Calciumcarbonats, sogar Calciumcarbonat im Nanomaßstab, nicht nur die Rolle, die Steifigkeit und Füllung zu erhöhen, sondern hat auch die Funktion der Modifikation, aber der Füllmenge Ohne Grenzen ist der Anteil nicht zu kontrollieren. Einige Hersteller fügen jetzt 20–50 Masseteilen Calciumcarbonat hinzu, um die Kosten zu senken, was die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Profils stark reduziert, was zu einer Sprödigkeit des Rohrs führt.
(2) Die Art und Menge des zugesetzten Schlagmodifizierungsmittels. Der Schlagmodifizierer ist ein hochmolekulares Polymer, das in der Lage ist, die Gesamtenergie des Reißens des Polyvinylchlorids unter der Einwirkung von Spannung zu erhöhen.
Derzeit sind CPE, ACR, MBS, ABS, EVA usw. die Hauptsorten von Schlagzähmodifikatoren für starres Polyvinylchlorid. Unter ihnen enthält die Molekularstruktur von CPE-, EVA- und ACR-Modifikatoren keine Doppelbindungen, und die Wetterbeständigkeit ist gut. Als Baustoffe für den Außenbereich werden sie mit PVC abgemischt, um die Schlagzähigkeit, Verarbeitbarkeit und Witterungsbeständigkeit von Hart-PVC effektiv zu verbessern.
Im PVC/CPE-Mischsystem steigt die Schlagfestigkeit mit zunehmender CPE-Menge und zeigt eine S-förmige Kurve. Wenn die Zugabemenge weniger als 8 Masseteile beträgt, nimmt die Schlagfestigkeit des Systems nur sehr wenig zu; die Zugabemenge nimmt am meisten zu, wenn sie 8–15 Massenteile beträgt; dann ist die Wachstumsrate tendenziell sanft.
Wenn die CPE-Menge weniger als 8 Masseteile beträgt, reicht es nicht aus, eine Netzwerkstruktur zu bilden; wenn die CPE-Menge 8–15 Masseteile beträgt, wird es kontinuierlich und gleichmäßig in dem Mischsystem dispergiert, um eine Netzwerkstruktur zu bilden, in der die Phasentrennung nicht getrennt wird, so dass das Mischen durchgeführt wird. Am stärksten steigt die Schlagfestigkeit des Systems; wenn die CPE-Menge 15 Masseteile übersteigt, kann keine kontinuierliche und gleichmäßige Dispersion gebildet werden, aber etwas CPE bildet ein Gel, so dass es keine geeigneten dispergierten CPE-Partikel an der Grenzfläche der zwei Phasen gibt. Um die Schlagenergie zu absorbieren, neigt das Schlagfestigkeitswachstum dazu, langsam zu sein.
In PVC/ACR-Blends kann ACR die Schlagzähigkeit des Blends deutlich verbessern. Gleichzeitig können die "Nuclear-Shell"-Partikel gleichmäßig in der PVC-Matrix dispergiert werden. PVC ist die kontinuierliche Phase, ACR ist die dispergierte Phase, und es ist in der kontinuierlichen PVC-Phase dispergiert, um mit PVC in Wechselwirkung zu treten, das als Verarbeitungshilfe wirkt, um die Plastifizierung von PVC zu fördern. Gelbildung, kurze Plastifizierzeit und gute Verarbeitungseigenschaften. Umformtemperatur und Plastifizierzeit wirken sich kaum auf die Kerbschlagzähigkeit aus und der Biege-E-Modul nimmt nur wenig ab.
Im Allgemeinen beträgt die Menge des durch ACR modifizierten Hart-PVC-Produkts 5–7 Massenteile und hat eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit bei Raumtemperatur oder Schlagfestigkeit bei niedriger Temperatur. Der experimentelle Beweis zeigt, dass ACR eine 30 % höhere Schlagfestigkeit als CPE hat. Daher wird das PVC/ACR-Mischsystem so weit wie möglich in der Formulierung verwendet, und die Modifikation mit CPE und die Menge von weniger als 8 Massenteilen neigen dazu, eine Sprödigkeit des Schlauchs zu verursachen.
(3) Zu viel oder zu wenig Stabilisator. Die Rolle des Stabilisators besteht darin, den Abbau zu hemmen oder mit dem freigesetzten Chlorwasserstoff zu reagieren und eine Verfärbung während der Verarbeitung des Polyvinylchlorids zu verhindern.
Stabilisatoren variieren je nach Typ, aber im Allgemeinen verzögert eine zu häufige Verwendung die Plastifizierungszeit des Materials, was zu einer geringeren Plastifizierung des Materials beim Verlassen der Form führt, und es gibt keine vollständige Verschmelzung zwischen den Molekülen in der Formulierung System. Verursacht eine schwache intermolekulare Struktur.
Wenn die Menge zu gering ist, können die relativ niedermolekularen Substanzen im Formulierungssystem abgebaut oder zersetzt werden (auch als Überplastifizierung bezeichnet) und die Stabilität der intermolekularen Struktur jeder Komponente kann zerstört werden. Daher beeinflusst die Menge an Stabilisator auch die Schlagfestigkeit des Rohrs. Zu viel oder zu wenig führt dazu, dass die Rohrfestigkeit abnimmt und das Rohr spröde wird.
(4) Übermäßige Menge an externem Schmiermittel. Das externe Schmiermittel ist im Harz weniger löslich und kann das Gleiten zwischen den Harzpartikeln fördern, wodurch die Reibungswärme reduziert und der Schmelzprozess verzögert wird. Diese Wirkung des Schmiermittels erfolgt früh im Verarbeitungsprozess (d. h. externe Erwärmung und intern erzeugte Reibungswärme). Sie ist am größten, bevor das Harz vollständig geschmolzen ist und das Harz in der Schmelze seine identifizierenden Eigenschaften verliert.
Das externe Schmiermittel wird in Vorschmierung und Nachschmierung unterteilt, und das überschmierte Material zeigt unter verschiedenen Bedingungen eine schlechte Form. Wenn das Schmiermittel nicht richtig verwendet wird, kann es zu Fließspuren, geringer Ergiebigkeit, Trübung, schlechter Wirkung und rauer Oberfläche kommen. B. Haftung, schlechte Plastifizierung usw. Insbesondere wenn die Menge zu groß ist, ist die Kompaktheit des Profils schlecht, die Plastifizierung ist schlecht und die Schlagfestigkeit ist schlecht, was dazu führt, dass der Schlauch spröde wird.
(5) Entscheidend für die Profileigenschaften sind auch die Heißmischreihenfolge, die Temperatureinstellung und die Aushärtezeit. Es gibt viele Komponenten in der PVC-U-Formel. Die Reihenfolge der Zugabe sollte für die Rolle jedes Additivs vorteilhaft sein, und es ist vorteilhaft, die Dispersionsgeschwindigkeit zu erhöhen und den nachteiligen synergistischen Effekt zu vermeiden. Die Reihenfolge der Zusätze sollte helfen, das Hilfsmittel zu verbessern. Der synergistische Effekt des Mittels überwindet den Effekt der Phasengrameliminierung, so dass die im PVC-Harz zu dispergierenden Hilfsstoffe vollständig in das Innere des PVC-Harzes gelangen.
Die typische Zugabereihenfolge der Stabilisierungssystemformel ist wie folgt:
a Geben Sie bei niedriger Geschwindigkeit PVC-Harz in den heißen Mischtopf;
b Stabilisator und Seife bei 60 °C im Hochgeschwindigkeitsbetrieb zugeben;
c Zugabe von internen Gleitmitteln, Pigmenten, Schlagzähmodifikatoren und Verarbeitungshilfsmitteln bei hohen Geschwindigkeiten um 80 °C;
d Fügen Sie ein Wachs oder ein anderes externes Schmiermittel bei einer hohen Geschwindigkeit von etwa 100 ° C hinzu;
e Zugabe von Füllstoff bei 110 °C im Hochgeschwindigkeitsbetrieb;
f Ablassen des Materials in einen kalten Mischbehälter mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 110 ° C - 120 ° C zum Kühlen;
g Wenn die Temperatur auf etwa 40 °C abgesenkt ist, wird das Material ausgetragen. Die obige Reihenfolge der Zufuhr ist vernünftig, aber in der tatsächlichen Produktion fügen die meisten Hersteller je nach eigener Ausrüstung und verschiedenen Bedingungen zusätzlich zum Harz andere Zusätze hinzu. Es gibt auch ein lichtaktiviertes Calciumcarbonat, das zusammen mit dem Hauptbestandteil und dergleichen hinzugefügt wird.
Dies erfordert, dass das technische Personal des Unternehmens seine eigene Verarbeitungstechnologie und Fütterungssequenz gemäß den Merkmalen des Unternehmens entwickelt.
Im Allgemeinen beträgt die Heißmischtemperatur etwa 120 ° C. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, erreicht das Material keine Gelierung und die Mischung ist gleichmäßig. Oberhalb dieser Temperatur können sich einige Materialien zersetzen und verflüchtigen, und das trocken gemischte Pulver ist gelb. Die Mischzeit beträgt im Allgemeinen 7-10 min, um eine Verdichtung, Homogenisierung und teilweise Gelierung zu erreichen. Die Kaltmischung liegt im Allgemeinen unter 40 ° C, und die Kühlzeit muss kurz sein. Wenn die Temperatur höher als 40°C ist und die Kühlgeschwindigkeit langsam ist, wird die hergestellte Trockenmischung der herkömmlichen Kompaktheit unterlegen sein.
Die Aushärtezeit der Trockenmischung beträgt in der Regel 24 Stunden. Oberhalb dieser Zeit kann das Material leicht Wasser aufnehmen oder agglomerieren. Unterhalb dieser Zeit ist die Struktur zwischen den Molekülen des Materials nicht stabil, was zu großen Schwankungen der Außenabmessungen und der Wandstärke des Rohrs während der Extrusion führt. . Wenn die oben genannten Verbindungen nicht verstärkt werden, wird die Qualität der Rohrprodukte beeinträchtigt. In einigen Fällen wird das Rohr spröde.