Die Sprödigkeit von Kunststoffen war schon immer ein Faktor, der den normalen Betrieb mancher Unternehmen beeinträchtigt. Die Sprödigkeit des Rohrs beeinflusst mehr oder weniger den Marktanteil und den Ruf dieser Rohrhersteller bei den Anwendern, sowohl im Hinblick auf das Erscheinungsbild des Querschnitts als auch auf die Installationsgenehmigung. Dies 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 anhand der Formulierung, des Mischprozesses, des Extrusionsprozesses, der Form und anderer externer Faktoren diskutiert und analysiert.
Die Hauptmerkmale der Sprödigkeit von PVC-Rohren sind: Kollaps beim Schneiden, Kaltbruch.
Es gibt viele Gründe für die schlechten physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Rohrprodukten, hauptsächlich folgende:
Rezeptur und Mischvorgang sind unzumutbar
(1) Zu viel Füllstoff. Angesichts der aktuell niedrigen Marktpreise und der steigenden Rohstoffpreise machen sich die Rohrhersteller große Mühe, die Kosten zu senken. Die regulären Rohrhersteller senken durch die optimierte Kombination von Formeln unter der Prämisse, die Qualität nicht zu beeinträchtigen, die Kosten; Hersteller senken die Kosten und verringern gleichzeitig die Produktqualität. Aufgrund der Formulierungskomponente ist die Erhöhung des Füllstoffgehalts der direkteste und effektivste Weg. Der in PVC-U-Kunststoffrohren üblicherweise verwendete Füllstoff ist Calciumcarbonat.
Im bisherigen Formulierungssystem wird der größte Teil des Kalziums hinzugefügt, um die Steifigkeit zu erhöhen und die Kosten zu senken. Das schwere Kalzium unterscheidet sich jedoch aufgrund der unregelmäßigen Form der Partikel und der relativ großen Partikelgröße sowie der schlechten Verträglichkeit stark des PVC-Harzkörpers. Niedrig, und die Anzahl der Teile erhöht die Farbe und das Aussehen des Rohrs.
Heutzutage, mit der Entwicklung der Technologie, spielen die meisten ultrafeinen und leicht aktivierten Calciumcarbonate, sogar nanoskaliges Calciumcarbonat, nicht nur die Rolle der Erhöhung der Steifigkeit und Füllung, sondern haben auch die Funktion der Modifikation, sondern der Füllmenge Es gibt keine Grenzen, der Anteil sollte kontrolliert werden. Um die Kosten zu senken, fügen einige Hersteller mittlerweile 20–50 Masseteile Calciumcarbonat hinzu, was die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Profils stark beeinträchtigt, was zu einer Sprödigkeit des Rohrs führt.
(2) Art und Menge des hinzugefügten Schlagzähmodifikators. Der Schlagzähmodifikator ist ein hochmolekulares Polymer, das die Gesamtenergie der Rissbildung des Polyvinylchlorids unter Spannungseinwirkung erhöhen kann.
Derzeit sind die wichtigsten Arten von Schlagzähmodifikatoren für starres Polyvinylchlorid CPE, ACR, MBS, ABS, EVA usw. Unter ihnen enthält die molekulare Struktur von CPE-, EVA- und ACR-Modifikatoren keine Doppelbindungen und die Witterungsbeständigkeit ist höher Gut. Als Baumaterialien für den Außenbereich werden sie mit PVC vermischt, um die Schlagfestigkeit, Verarbeitbarkeit und Witterungsbeständigkeit von Hart-PVC wirksam zu verbessern.
Im PVC/CPE-Mischsystem nimmt die Schlagzähigkeit mit zunehmender CPE-Menge zu und zeigt eine S-förmige Kurve. Bei einer Zugabemenge von weniger als 8 Masseteilen erhöht sich die Schlagzähigkeit des Systems kaum; die Zugabemenge erhöht sich am stärksten, wenn sie 8–15 Masseteile beträgt; dann ist die Wachstumsrate tendenziell sanft.
Wenn die Menge an CPE weniger als 8 Massenteile beträgt, reicht dies nicht aus, um eine Netzwerkstruktur zu bilden; Wenn die Menge an CPE 8–15 Massenteile beträgt, wird es kontinuierlich und gleichmäßig im Mischungssystem dispergiert, um eine Netzwerkstruktur zu bilden, in der die Phasentrennung nicht getrennt ist, so dass die Mischung durchgeführt wird. Am stärksten erhöht sich die Schlagfestigkeit des Systems; Wenn die Menge an CPE 15 Massenteile übersteigt, kann keine kontinuierliche und gleichmäßige Dispersion gebildet werden, aber ein Teil des CPE bildet ein Gel, so dass es an der Grenzfläche der beiden Phasen keine geeigneten dispergierten CPE-Partikel gibt. Um die Aufprallenergie zu absorbieren, ist das Wachstum der Schlagfestigkeit tendenziell langsam.
In PVC/ACR-Mischungen kann ACR die Schlagzähigkeit der Mischung deutlich verbessern. Gleichzeitig können die „Kernhülle“-Partikel gleichmäßig in der PVC-Matrix verteilt werden. PVC ist die kontinuierliche Phase, ACR ist die dispergierte Phase und wird in der kontinuierlichen PVC-Phase dispergiert, um mit PVC zu interagieren, das als Verarbeitungshilfsmittel zur Förderung der Plastifizierung von PVC fungiert. Gelierung, kurze Plastifizierungszeit und gute Verarbeitungseigenschaften. Die Umformtemperatur und die Plastifizierungszeit haben kaum Einfluss auf die Kerbschlagzähigkeit und der Biegeelastizitätsmodul nimmt nur wenig ab.
Im Allgemeinen beträgt die Menge des durch ACR modifizierten Hart-PVC-Produkts 5–7 Massenteile und weist eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit bei Raumtemperatur oder bei niedriger Temperatur auf. Die experimentellen Beweise zeigen, dass ACR eine um 30 % höhere Schlagfestigkeit aufweist als CPE. Daher wird in der Formulierung so weit wie möglich das PVC/ACR-Mischsystem verwendet, und die Modifikation mit CPE und die Menge von weniger als 8 Massenteilen führt tendenziell zur Sprödigkeit des Schlauchs.
(3) Zu viel oder zu wenig Stabilisator. Die Rolle des Stabilisators besteht darin, den Abbau zu hemmen bzw. 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 ein zu hoher Einsatz die Plastifizierungszeit des Materials, was zu einer geringeren Plastifizierung des Materials beim Austritt aus der Form führt und es zu keiner vollständigen Verschmelzung zwischen den Molekülen in der Formulierung kommt System. Führt dazu, dass seine intermolekulare Struktur schwach ist.
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 des Stabilisators auch die Schlagfestigkeit des Rohrs. Zu viel oder zu wenig führt dazu, dass die Rohrfestigkeit abnimmt und das Rohr spröde wird.
(4) Zu viel externes Schmiermittel. Das äußere Gleitmittel ist im Harz weniger löslich und kann das Gleiten zwischen den Harzpartikeln fördern, wodurch die Reibungswärme verringert und der Schmelzprozess verzögert wird. Diese Wirkung des Schmiermittels findet zu Beginn des Verarbeitungsprozesses statt (d. h. äußere Erwärmung und intern erzeugte Reibungswärme). Sie ist am größten, bevor das Harz vollständig geschmolzen ist und das Harz in der Schmelze seine kennzeichnenden Eigenschaften verliert.
Das äußere Schmiermittel wird in Vorschmierung und Nachschmierung unterteilt, und das überschmierte Material weist unter verschiedenen Bedingungen eine schlechte Form auf. Wenn das Schmiermittel nicht ordnungsgemäß verwendet wird, kann es zu Fließspuren, geringer Ergiebigkeit, Trübung, schlechter Wirkung und rauer Oberfläche kommen. , Haftung, schlechte Plastifizierung usw. Insbesondere wenn die Menge zu groß ist, ist die Kompaktheit des Profils schlecht, die Plastifizierung ist schlecht und die Schlageigenschaften sind schlecht, was dazu führt, dass das Rohr spröde wird.
(5) Auch der Heißmischablauf, die Temperatureinstellung und die Aushärtezeit sind entscheidende Faktoren für die Eigenschaften des Profils. Die PVC-U-Formel besteht aus vielen Komponenten. Die Reihenfolge der Zugabe sollte sich positiv auf die Rolle jedes Additivs auswirken, und es ist vorteilhaft, die Dispersionsgeschwindigkeit zu erhöhen und den nachteiligen synergistischen Effekt zu vermeiden. Die Reihenfolge der Zusatzstoffe soll zur Verbesserung des Hilfsmittels beitragen. Der synergistische Effekt des Mittels überwindet den Effekt der Phasen-Gramm-Eliminierung, so dass die Hilfsstoffe, die im PVC-Harz dispergiert werden sollen, vollständig in das Innere des PVC-Harzes gelangen.
Die typische Additionssequenz 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 mit hoher Geschwindigkeit von etwa 100 ° C hinzu.
e Zugabe von Füllstoff bei 110 °C im Hochgeschwindigkeitsbetrieb;
f Entleeren Sie das Material zum Abkühlen mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 110 °C bis 120 °C in einen kalten Mischtank.
g Wenn die Temperatur auf ca. 40 °C sinkt, wird das Material ausgetragen. Die oben genannte Reihenfolge der Zuführung ist angemessen, aber in der tatsächlichen Produktion fügen die meisten Hersteller je nach eigener Ausrüstung und verschiedenen Bedingungen zusätzlich zum Harz noch andere Zusatzstoffe hinzu. Zusammen mit der Hauptzutat und dergleichen wird auch ein leicht aktiviertes Calciumcarbonat hinzugefügt.
Dies erfordert, dass das technische Personal des Unternehmens seine eigene Verarbeitungstechnologie und Zuführsequenz entsprechend 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 Minuten, um eine Verdichtung, Homogenisierung und teilweise Gelierung zu erreichen. Die Kaltmischung liegt im Allgemeinen unter 40 °C und die Abkühlzeit muss kurz sein. Wenn die Temperatur höher als 40 °C ist und die Abkühlgeschwindigkeit langsam ist, ist die hergestellte Trockenmischung schlechter als die herkömmliche Kompaktheit.
Die Aushärtezeit der Trockenmischung beträgt in der Regel 24 Stunden. Oberhalb dieser Zeit nimmt das Material leicht Wasser auf oder agglomeriert. Unterhalb dieser Zeit ist die Struktur zwischen den Molekülen des Materials nicht stabil, was zu großen Schwankungen der Außenabmessungen und der Wandstärke des Rohres während der Extrusion führt. . Wenn die oben genannten Verbindungen nicht verstärkt werden, wird die Qualität der Rohrprodukte beeinträchtigt. In manchen Fällen wird das Rohr spröde.
