[Pegatinas populares] Análisis de las causas de la fragilidad de las tuberías de plástico PVC-U (I)

La fragilidad del plástico siempre ha sido un factor que afecta las operaciones normales de algunas empresas. La fragilidad de la tubería afecta más o menos la cuota de mercado y la reputación de los usuarios de estas empresas de tuberías, tanto en términos de apariencia de la sección transversal como de aprobación de la instalación. Se refleja plenamente en las propiedades físicas y mecánicas del producto.
En este artículo, se discutirán y analizarán las razones de la fragilidad de las tuberías de plástico PVC-U a partir de la formulación, el proceso de mezcla, el proceso de extrusión, el molde y otros factores externos.
Las principales características de la fragilidad de las tuberías de PVC son: colapso en el momento del corte, rotura en frío.
Existen muchas razones para las malas propiedades físicas y mecánicas de los productos de tuberías, principalmente las siguientes:

La fórmula y el proceso de mezcla no son razonables

(1) Demasiado relleno. En vista del bajo perfil actual de los precios en el mercado y del aumento de los precios de las materias primas, los fabricantes de tuberías están haciendo un gran esfuerzo para reducir los costos. Los fabricantes habituales de tuberías, mediante la combinación optimizada de fórmulas, bajo la premisa de no reducir la calidad, reducen el coste; los fabricantes están reduciendo los costes al tiempo que reducen la calidad del producto. Debido al componente de formulación, la forma más directa y efectiva es aumentar el relleno. El relleno comúnmente utilizado en las tuberías de plástico PVC-U es el carbonato de calcio.

En el sistema de formulación anterior, se agrega la mayor parte del calcio, el propósito es aumentar la rigidez y reducir el costo, pero el calcio pesado es muy diferente debido a la forma irregular de las partículas y al tamaño de partícula relativamente grande y la mala compatibilidad del cuerpo de resina de PVC. Bajo, y el número de piezas aumenta el color y la apariencia de la tubería.

Hoy en día, con el desarrollo de la tecnología, la mayor parte del carbonato de calcio activado ultrafino y ligero, incluso el carbonato de calcio a escala nanométrica, no solo juega el papel de aumentar la rigidez y el llenado, sino que también tiene la función de modificación, pero la cantidad de llenado no es Sin límites, la proporción debe controlarse. Algunos fabricantes ahora añaden carbonato de calcio a 20-50 partes en masa para reducir el coste, lo que reduce en gran medida las propiedades físicas y mecánicas del perfil, lo que da como resultado la fragilidad de la tubería.

(2) El tipo y cantidad de modificador de impacto agregado. El modificador de impacto es un polímero de alto peso molecular capaz de aumentar la energía total del agrietamiento del cloruro de polivinilo bajo la acción del estrés.

En la actualidad, las principales variedades de modificadores de impacto para cloruro de polivinilo rígido son CPE, ACR, MBS, ABS, EVA, etc. Entre ellos, la estructura molecular de los modificadores CPE, EVA y ACR no contiene dobles enlaces y la resistencia a la intemperie es buena. Como materiales de construcción para exteriores, se mezclan con PVC para mejorar eficazmente la resistencia al impacto, la procesabilidad y la resistencia a la intemperie del PVC duro.

En el sistema de mezcla PVC/CPE, la resistencia al impacto aumenta con el aumento de la cantidad de CPE, mostrando una curva en forma de S. Cuando la cantidad de adición es inferior a 8 partes en masa, la resistencia al impacto del sistema aumenta muy poco; la cantidad de adición aumenta más cuando es de 8 a 15 partes en masa; entonces la tasa de crecimiento tiende a ser suave.

Cuando la cantidad de CPE es inferior a 8 partes en masa, no es suficiente para formar una estructura de red; cuando la cantidad de CPE es de 8 a 15 partes en masa, se dispersa de forma continua y uniforme en el sistema de mezcla para formar una estructura de red en la que no se separa la separación de fases, de modo que se realiza la mezcla. La resistencia al impacto del sistema es la que más aumenta; cuando la cantidad de CPE supera las 15 partes en masa, no se puede formar una dispersión continua y uniforme, pero parte del CPE forma un gel, de modo que no hay partículas de CPE dispersas adecuadas en la interfaz de las dos fases. Para absorber la energía del impacto, el crecimiento de la fuerza del impacto tiende a ser lento.

En mezclas de PVC/ACR, el ACR puede mejorar significativamente la resistencia al impacto de la mezcla. Al mismo tiempo, las partículas de la "capa nuclear" pueden dispersarse uniformemente en la matriz de PVC. El PVC es la fase continua, el ACR es la fase dispersa y se dispersa en la fase continua del PVC para interactuar con el PVC, que actúa como un coadyuvante de procesamiento para promover la plastificación del PVC. Gelificación, corto tiempo de plastificación y buenas propiedades de procesamiento. La temperatura de formación y el tiempo de plastificación tienen poco efecto sobre la resistencia al impacto con muescas y el módulo elástico de flexión disminuye poco.

Generalmente, la cantidad de producto de PVC duro modificado por ACR es de 5 a 7 partes en masa y tiene una excelente resistencia al impacto a temperatura ambiente o a baja temperatura. La evidencia experimental muestra que el ACR tiene una resistencia al impacto un 30% mayor que el CPE. Por lo tanto, el sistema de mezcla PVC/ACR se utiliza tanto como sea posible en la formulación, y la modificación con CPE y la cantidad de menos de 8 partes en masa tiende a provocar fragilidad del tubo.

(3) Demasiado o muy poco estabilizador. La función del estabilizador es inhibir la degradación o reaccionar con el cloruro de hidrógeno liberado y evitar la decoloración durante el procesamiento del cloruro de polivinilo.

Los estabilizadores varían según el tipo, pero en general, un uso excesivo retrasa el tiempo de plastificación del material, lo que resulta en una menor plastificación del material al momento de salir del molde y no hay una fusión completa entre las moléculas en el sistema de formulación. Provoca que su estructura intermolecular sea débil.

Cuando la cantidad es demasiado pequeña, las sustancias de peso molecular relativamente bajo en el sistema de formulación pueden degradarse o descomponerse (también denominada sobreplastificación) y puede destruirse la estabilidad de la estructura intermolecular de cada componente. Por lo tanto, la cantidad de estabilizador también afectará la resistencia al impacto de la tubería. Demasiado o muy poco hará que la resistencia de la tubería disminuya y se vuelva quebradiza.

(4) Cantidad excesiva de lubricante externo. El lubricante externo es menos soluble en la resina y puede promover el deslizamiento entre las partículas de resina, reduciendo así el calor por fricción y retrasando el proceso de fusión. Esta acción del lubricante se produce en las primeras etapas del proceso de procesamiento (es decir, calentamiento externo y calor por fricción generado internamente). Es el más grande antes de que la resina se derrita por completo y la resina en estado fundido pierda sus características identificativas.

El lubricante externo se divide en prelubricación y poslubricación, y el material sobrelubricado presenta una forma deficiente en diversas condiciones. Si el lubricante no se utiliza correctamente, puede provocar marcas de flujo, bajo rendimiento, turbidez, impacto deficiente y superficie rugosa, adhesión, plastificación deficiente, etc. En particular, cuando la cantidad es demasiado grande, la compacidad del perfil es deficiente, la plastificación es deficiente y la propiedad de impacto es deficiente, lo que hace que el tubo se vuelva quebradizo.

(5) La secuencia de mezcla en caliente, el ajuste de la temperatura y el tiempo de curado también son factores decisivos para las propiedades del perfil. Hay muchos componentes en la fórmula PVC-U. El orden de adición debe ser beneficioso para el papel de cada aditivo, y es beneficioso aumentar la velocidad de dispersión y evitar el efecto sinérgico adverso. El orden de los aditivos debería ayudar a mejorar el auxiliar. El efecto sinérgico del agente supera el efecto de eliminación del gramo de fases, de modo que los auxiliares que deben dispersarse en la resina de PVC entran completamente en el interior de la resina de PVC.

La secuencia típica de adición de fórmulas del sistema de estabilización es la siguiente:
a Cuando funcione a baja velocidad, agregue resina de PVC al recipiente mezclador caliente;
b Agregue estabilizador y jabón a 60 ° C en funcionamiento a alta velocidad;
c Adición de lubricantes internos, pigmentos, modificadores de impacto y coadyuvantes de procesamiento a altas velocidades alrededor de 80 °C;
d Agregue una cera u otro lubricante externo a una velocidad alta de aproximadamente 100 ° C;
e Agregar relleno a 110 ° C en funcionamiento a alta velocidad;
f descargar el material a un tanque de mezcla en frío a una velocidad baja de 110 ° C - 120 ° C para enfriar;
g Cuando la temperatura se reduce a aproximadamente 40 °C, el material se descarga. El orden de alimentación anterior es razonable, pero en la producción real, según su propio equipo y diversas condiciones, la mayoría de los fabricantes añaden otros aditivos además de la resina. También se añade un carbonato de calcio activado por luz junto con el ingrediente principal y similares.

Esto requiere que el personal técnico de la empresa desarrolle su propia tecnología de procesamiento y secuencia de alimentación de acuerdo a las características de la empresa.

Generalmente, la temperatura de mezcla en caliente es de aproximadamente 120 ° C. Cuando la temperatura es demasiado baja, el material no alcanza la gelificación y la mezcla es uniforme. Por encima de esta temperatura, algunos materiales pueden descomponerse y volatilizarse, y el polvo seco mezclado es amarillo. El tiempo de mezcla es generalmente de 7 a 10 minutos para lograr compactación, homogeneización y gelificación parcial. La mezcla fría generalmente está por debajo de 40 ° C y se requiere que el tiempo de enfriamiento sea corto. Si la temperatura es superior a 40 ° C y la velocidad de enfriamiento es lenta, la mezcla seca preparada será inferior a la compacidad convencional.

El tiempo de curado de la mezcla seca es generalmente de 24 horas. Por encima de este tiempo, el material es fácil de absorber agua o aglomerar. Por debajo de este tiempo, la estructura entre las moléculas del material no es estable, lo que da lugar a grandes fluctuaciones en las dimensiones exteriores y el espesor de la pared de la tubería durante la extrusión. Si no se refuerzan los enlaces anteriores, la calidad de los productos de tubería se verá afectada. En algunos casos, la tubería se volverá quebradiza.