Kerapuhan plastik selalu menjadi faktor yang mengganggu operasional normal beberapa perusahaan. Kerapuhan pipa sedikit banyak mempengaruhi pangsa pasar dan reputasi pengguna perusahaan pipa tersebut, baik dari segi tampilan penampang maupun persetujuan pemasangan. Hal ini sepenuhnya tercermin dalam sifat fisik dan mekanik produk.
Dalam tulisan ini akan dibahas dan dianalisis penyebab rapuhnya pipa plastik PVC-U mulai dari formulasi, proses pencampuran, proses ekstrusi, cetakan dan faktor eksternal lainnya.
Ciri-ciri utama kerapuhan pipa PVC adalah: runtuh pada saat pemotongan, pecah dingin.
Ada banyak penyebab buruknya sifat fisik dan mekanik produk pipa, terutama sebagai berikut:
Proses ekstrusi yang tidak masuk akal
(1) Bahannya terlalu plastis atau tidak mencukupi. Hal ini terkait dengan pengaturan suhu proses dan rasio umpan. Jika suhu disetel terlalu tinggi, material akan menjadi terlalu plastis. Beberapa komponen dengan berat molekul lebih rendah akan terurai dan menguap. Jika suhu terlalu rendah, tidak akan ada molekul antar komponen. Sepenuhnya menyatu, struktur molekulnya tidak kuat. Namun, rasio umpan terlalu besar, yang menyebabkan area panas dan geser material meningkat, serta tekanan meningkat, yang mudah menyebabkan plastisisasi berlebih; jika rasio umpan terlalu kecil, luas pemanasan dan geser material akan berkurang, yang akan menyebabkan berkurangnya plastisisasi. Baik itu plastisisasi berlebih atau plastisisasi di bawah, akan menyebabkan tabung terpotong dan terkelupas.
(2) Tekanan yang tidak mencukupi pada kepala mesin, di satu sisi terkait dengan desain cetakan (dijelaskan secara terpisah di bawah) di sisi lain, terkait dengan rasio umpan dan pengaturan suhu. Ketika tekanan tidak mencukupi, kekompakan material menjadi buruk, yang akan menyebabkan jaringan kendur. Bahan tabungnya rapuh. Pada saat ini, kecepatan umpan pengukuran dan kecepatan sekrup ekstrusi harus disesuaikan untuk mengontrol tekanan head antara 25Mpa dan 35Mpa.
(3) Komponen molekul rendah dalam produk tidak dibuang. Umumnya ada dua cara untuk menghasilkan komponen dengan berat molekul rendah dalam suatu produk, salah satunya diproduksi selama pencampuran panas, yang dapat dibuang melalui sistem dehumidifikasi dan pembuangan selama pencampuran panas. Yang kedua adalah sebagian sisa dan air yang diekstrusi serta gas hidrogen klorida yang dihasilkan saat dipanaskan. Hal ini umumnya merupakan pelepasan paksa melalui sistem pembuangan paksa pada bagian pembuangan mesin utama. Vakum umumnya antara -0,05Mpa dan 0,08Mpa. Jika tidak terbuka atau terlalu rendah, komponen molekul rendah akan tetap berada di dalam produk, sehingga mengakibatkan penurunan sifat mekanik pipa.
(4) Torsi sekrup terlalu rendah, torsi sekrup adalah nilai mesin reaksi dalam keadaan gaya, suhu proses diatur, dan rasio umpan secara langsung tercermin dalam nilai torsi sekrup. Terlalu rendah sampai batas tertentu mencerminkan suhu rendah atau rasio umpan yang kecil, sehingga bahan tersebut tidak sepenuhnya plastis dalam tingkat ekstrusi, yang juga akan mengurangi sifat mekanik pipa. Menurut peralatan ekstrusi dan cetakan yang berbeda, torsi sekrup umumnya antara 60% dan 85% untuk memenuhi persyaratan.
(5) Kecepatan traksi tidak sesuai dengan kecepatan ekstrusi. Jika kecepatan tarikan terlalu cepat maka sifat mekanik dinding pipa akan berkurang, dan kecepatan tarikan akan terlalu lambat. Ketahanan pipa akan tinggi, dan produk akan berada dalam keadaan tarik yang tinggi, yang juga akan mempengaruhi sifat mekanik pipa.
Desain cetakan yang tidak masuk akal
(1) Desain bagian cetakan tidak masuk akal, terutama distribusi rusuk bagian dalam dan perlakuan sudut antarmuka. Hal ini akan menyebabkan konsentrasi stres. Ada kebutuhan untuk memperbaiki desain dan menghilangkan sudut siku-siku dan lancip pada antarmuka.
(2) Tekanan cetakan tidak mencukupi. Tekanan pada cetakan ditentukan langsung oleh perbandingan kompresi cetakan, terutama panjang bagian lurus cetakan. Jika rasio kompresi cetakan terlalu kecil atau penampang lurus terlalu pendek, produk tidak akan padat dan mempengaruhi sifat fisik. Di satu sisi, perubahan tekanan cetakan dapat mengatur hambatan aliran dengan mengubah panjang bagian datar cetakan; di sisi lain, rasio kompresi yang berbeda dapat dipilih untuk mengubah tekanan ekstrusi selama tahap desain cetakan, namun harus diperhatikan bahwa rasio kompresi kepala harus disesuaikan. Rasio kompresi sekrup ekstruder; dimungkinkan juga untuk mengubah parameter proses ekstrusi dan meningkatkan pelat berlubang untuk mengubah tekanan leleh.
(3) Untuk penurunan kinerja yang disebabkan oleh buruknya konvergensi rusuk shunt, panjang rusuk dan permukaan luar, rusuk dan rusuk pada pertemuan harus ditingkatkan secara tepat, atau rasio kompresi harus ditingkatkan untuk mengatasinya.
(4) Pelepasan cetakan tidak merata, mengakibatkan ketebalan dinding pipa tidak konsisten atau kekompakan tidak konsisten. Hal ini juga menyebabkan perbedaan sifat mekanik antara kedua permukaan pipa. Kami terkadang gagal lulus ujian karena mendapat pukulan dingin, yang membuktikan hal ini. Sedangkan untuk pipa non standar seperti dinding tipis, kami tidak akan membahasnya lebih lanjut di sini.
(5) Laju pendinginan cetakan ukuran. Suhu air pendingin seringkali kurang mendapat perhatian. Fungsi air pendingin adalah untuk mendinginkan dan membentuk rantai molekul besar yang direntangkan oleh pipa pada waktunya untuk mencapai tujuan penggunaan. Pendinginan yang lambat memungkinkan rantai molekul meregang dalam waktu yang cukup untuk memfasilitasi pembentukan. Pendinginan yang cepat, perbedaan suhu antara suhu air dan tabung kosong yang diekstrusi terlalu besar, dan produk harus mengalami pendinginan, yang tidak kondusif untuk peningkatan kinerja produk pada suhu rendah.
Dari penjelasan fisika polimer, rantai makromolekul PVC mengalami proses pengeritingan dan peregangan akibat pengaruh suhu dan gaya luar. Ketika suhu dan gaya eksternal dihilangkan, rantai makromolekul tidak pulih dalam keadaan bebas pada waktunya dan berada dalam keadaan kaca. Penataan yang tidak teratur dan tidak teratur, mengakibatkan dampak suhu rendah pada produk makroskopis.
Dari teknologi pemrosesan plastik hingga menjelaskan pipa PVC setelah ekstrusi, produk mengalami proses relaksasi tegangan setelah menghilangkan suhu dan gaya eksternal. Suhu air pendingin yang sesuai bermanfaat untuk proses ini. Ketika suhu air pendingin terlalu rendah, tegangan pada produk tidak dihilangkan sehingga mengakibatkan penurunan kinerja produk. Oleh karena itu, pendinginan pipa mengadopsi metode pendinginan lambat, dan dapat mencegah lengkungan, pembengkokan dan penyusutan produk cetakan, dan dapat mencegah penurunan kekuatan benturan produk karena tekanan internal. Umumnya suhu air dikontrol pada 20 °C.
Untuk mendinginkan parison secara lembut tanpa quenching, pipa air yang tersambung pada selongsong sizing pendingin disambungkan ke bagian belakang pembentuk, sehingga arah aliran air pada selongsong sizing berlawanan dengan arah pergerakan parison. dan dikeluarkan dari bagian depan selongsong pengukur. Hal ini tidak menyebabkan parison menjadi padam dan menimbulkan tekanan internal yang berlebihan akibat suhu air yang rendah, yang membuat pipa menjadi rapuh dan ketahanan benturan profil menurun. Menambah atau mengurangi bahan pengisi, sedangkan menambah bahan pengisi secara langsung mempengaruhi fleksibilitasnya. Jika pengisi terlalu banyak, pipa akan ditiup dingin dan tidak memenuhi standar.
Jika pengisi terlalu kecil, tabung akan memiliki laju perubahan dimensi yang besar. Begitu pula dengan menambah atau mengurangi indeks fleksibilitas, dan perlu menambah atau mengurangi pengubah dampak atau bantuan pemrosesan, dan menambah atau mengurangi bantuan pemrosesan secara langsung mempengaruhi indeks kekakuan.
Jika alat bantu pemrosesan terlalu banyak maka indeks kekakuan pipa akan menurun; jika bantuan pemrosesan terlalu kecil, indeks kekakuan profil akan meningkat. Dalam rumusannya keduanya merupakan faktor pembatas yang saling bertolak belakang dan menyatu, namun tidak dapat dikatakan indeks kekakuannya meningkat. Tidak masuk akal untuk mempertahankan indeks fleksibilitas untuk meningkatkan bahan pengisi sekaligus meningkatkan bantuan pemrosesan tanpa prinsip apa pun. Oleh karena itu, titik kombinasi optimal harus ditentukan dalam sistem formulasi untuk mencapai keseimbangan antara kekakuan dan fleksibilitas.
Pengaruh proses ekstrusi terhadap indeks kekakuan dan fleksibilitas pipa
Pengaturan suhu ekstrusi merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi derajat plastisisasi suatu bahan. Polimer molekul rendah pada bahan yang mengalami overplasticized terurai dan menguap sehingga menyebabkan perubahan struktur antarmolekul sehingga meningkatkan indeks kekakuan dan menurunkan indeks fleksibilitas. Plastisitas material yang tidak memadai, kurangnya fusi yang cukup antara molekul-molekul komponen dalam material akan mengurangi indeks kekakuan, dan indeks fleksibilitas tidak akan ditunjukkan sepenuhnya.
Torsi sekrup dan tekanan ekstrusi sebanding dengan kekakuan profil dan meningkat seiring dengan meningkatnya torsi dan tekanan.
Indeks fleksibilitas berbanding terbalik dan menurun seiring dengan meningkatnya torsi dan tekanan. Yang perlu ditambahkan adalah ketika mesin baru dihidupkan, akan ditemukan bahwa masing-masing profil tidak roboh, tetapi ditemukan bahwa rusuk bagian dalam terdapat sedikit gelembung, yang merupakan masalah baru.
