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:
Formula dan proses pencampurannya tidak masuk akal
(1) Terlalu banyak pengisi. Mengingat rendahnya harga pasar saat ini dan kenaikan harga bahan baku, produsen pipa membuat keributan untuk mengurangi biaya. Produsen pipa reguler melalui kombinasi formula yang dioptimalkan, dengan alasan tidak mengurangi kualitas, mengurangi biaya; Produsen mengurangi biaya sekaligus mengurangi kualitas produk. Karena komponen formulasinya, cara yang paling langsung dan efektif adalah dengan menambah bahan pengisi. Bahan pengisi yang biasa digunakan pada pipa plastik PVC-U adalah kalsium karbonat.
Dalam sistem formulasi sebelumnya, sebagian besar kalsium ditambahkan, tujuannya adalah untuk meningkatkan kekakuan dan mengurangi biaya, tetapi kalsium berat sangat berbeda karena bentuk partikel yang tidak beraturan dan ukuran partikel yang relatif besar serta kompatibilitas yang buruk. dari badan resin PVC. Rendah, dan jumlah bagian meningkatkan warna dan tampilan pipa.
Saat ini, dengan perkembangan teknologi, sebagian besar kalsium karbonat teraktivasi ultra-halus dan ringan, bahkan kalsium karbonat skala nano, tidak hanya berperan meningkatkan kekakuan dan pengisian, tetapi juga memiliki fungsi modifikasi, namun jumlah pengisian Bukan tanpa batas, proporsinya harus dikontrol. Beberapa produsen sekarang menambahkan kalsium karbonat menjadi 20-50 bagian massa untuk mengurangi biaya, yang sangat mengurangi sifat fisik dan mekanik profil, yang mengakibatkan kerapuhan pipa.
(2) Jenis dan jumlah pengubah dampak yang ditambahkan. Pengubah tumbukan adalah polimer dengan molekul tinggi yang mampu meningkatkan energi total retak polivinil klorida di bawah pengaruh tegangan.
Saat ini, jenis utama pengubah dampak untuk polivinil klorida kaku adalah CPE, ACR, MBS, ABS, EVA, dll. Diantaranya, struktur molekul pengubah CPE, EVA dan ACR tidak mengandung ikatan rangkap, dan tahan cuaca. Bagus. Sebagai bahan bangunan luar ruangan, bahan tersebut dicampur dengan PVC untuk secara efektif meningkatkan ketahanan benturan, kemampuan proses, dan ketahanan cuaca dari PVC keras.
Pada sistem campuran PVC/CPE, kekuatan benturan meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah CPE, menunjukkan kurva berbentuk S. Ketika jumlah penambahan kurang dari 8 bagian massa, kekuatan tumbukan sistem meningkat sangat sedikit; jumlah penambahan paling meningkat bila jumlahnya 8-15 bagian massa; maka tingkat pertumbuhannya cenderung lemah.
Bila jumlah CPE kurang dari 8 bagian massa, tidak cukup untuk membentuk struktur jaringan; bila jumlah CPE adalah 8-15 bagian massa, maka CPE tersebut didispersikan secara terus menerus dan merata dalam sistem campuran untuk membentuk struktur jaringan dimana pemisahan fasa tidak dipisahkan, sehingga dilakukan pencampuran. Kekuatan dampak sistem meningkat paling besar; ketika jumlah CPE melebihi 15 bagian massa, dispersi yang kontinu dan seragam tidak dapat terbentuk, tetapi beberapa CPE membentuk gel, sehingga tidak ada partikel CPE terdispersi yang sesuai pada antarmuka kedua fase. Untuk menyerap energi tumbukan, pertumbuhan kekuatan tumbukan cenderung lambat.
Dalam campuran PVC/ACR, ACR dapat meningkatkan ketahanan benturan campuran secara signifikan. Pada saat yang sama, partikel "kulit inti" dapat tersebar secara merata dalam matriks PVC. PVC adalah fase kontinyu, ACR adalah fase terdispersi, dan terdispersi dalam fase kontinyu PVC untuk berinteraksi dengan PVC, yang bertindak sebagai bantuan pemrosesan untuk mendorong plastisisasi PVC. Gelasi, waktu plastisisasi yang singkat, dan sifat pemrosesan yang baik. Temperatur pembentukan dan waktu plastisisasi mempunyai pengaruh yang kecil terhadap kekuatan impak takik, dan modulus elastisitas lentur sedikit menurun.
Umumnya, jumlah produk PVC keras yang dimodifikasi oleh ACR adalah 5-7 bagian massa, dan memiliki kekuatan benturan suhu ruangan yang sangat baik atau kekuatan benturan suhu rendah. Bukti eksperimental menunjukkan bahwa ACR memiliki kekuatan benturan 30% lebih tinggi dibandingkan CPE. Oleh karena itu, sistem campuran PVC/ACR digunakan semaksimal mungkin dalam formulasi, dan modifikasi dengan CPE serta jumlah kurang dari 8 bagian massa cenderung menyebabkan kerapuhan pada tabung.
(3) Penstabil terlalu banyak atau terlalu sedikit. Peran penstabil adalah untuk menghambat degradasi, atau bereaksi dengan hidrogen klorida yang dilepaskan dan untuk mencegah perubahan warna selama pemrosesan polivinil klorida.
Stabilisator bervariasi tergantung pada jenisnya, tetapi secara umum, penggunaan yang terlalu banyak akan menunda waktu plastisisasi bahan, yang mengakibatkan berkurangnya plastisisasi bahan pada saat keluar dari cetakan, dan tidak terjadi fusi sempurna antara molekul-molekul dalam formulasi. sistem. Menyebabkan struktur antarmolekulnya menjadi lemah.
Jika jumlahnya terlalu kecil, zat dengan molekul yang relatif rendah dalam sistem formulasi dapat terdegradasi atau terurai (juga disebut sebagai plastisisasi berlebih), dan stabilitas struktur antarmolekul setiap komponen dapat rusak. Oleh karena itu, jumlah stabilizer juga akan mempengaruhi kekuatan impak pipa. Terlalu banyak atau terlalu sedikit akan menyebabkan kekuatan pipa menurun dan menyebabkan pipa menjadi rapuh.
(4) Pelumas eksternal dalam jumlah berlebihan. Pelumas eksternal kurang larut dalam resin dan dapat mendorong geseran antar partikel resin, sehingga mengurangi panas gesekan dan menunda proses peleburan. Tindakan pelumas ini terjadi pada awal proses pemrosesan (yaitu, pemanasan eksternal dan panas gesekan yang dihasilkan secara internal). Ini adalah yang terbesar sebelum resin benar-benar meleleh dan resin dalam lelehan kehilangan karakteristik pengenalnya.
Pelumas eksternal dibagi menjadi pra-pelumasan dan pasca-pelumasan, dan bahan yang dilumasi secara berlebihan menunjukkan bentuk yang buruk dalam berbagai kondisi. Jika pelumas tidak digunakan dengan benar, dapat menyebabkan bekas aliran, rendemen rendah, kekeruhan, benturan buruk, dan permukaan kasar. , daya rekat, plastisisasi yang buruk, dll. Khususnya, bila jumlahnya terlalu besar, kekompakan profilnya buruk, plastisisasinya buruk, dan sifat benturannya buruk, menyebabkan tabung menjadi rapuh.
(5) Urutan pencampuran panas, pengaturan suhu, dan waktu pengawetan juga merupakan faktor penentu sifat profil. Ada banyak komponen dalam formula PVC-U. Urutan penambahan harus bermanfaat bagi peran masing-masing aditif, dan bermanfaat untuk meningkatkan kecepatan dispersi, dan menghindari efek sinergis yang merugikan. Urutan bahan tambahan akan membantu meningkatkan bahan pembantu. Efek sinergis dari zat tersebut mengatasi efek eliminasi fase gram, sehingga bahan pembantu yang seharusnya terdispersi dalam resin PVC sepenuhnya masuk ke bagian dalam resin PVC.
Urutan penambahan rumus sistem stabilisasi yang khas adalah sebagai berikut:
a Saat pengoperasian kecepatan rendah, tambahkan resin PVC ke dalam panci pencampur panas;
b Tambahkan stabilizer dan sabun pada suhu 60 ° C dalam pengoperasian kecepatan tinggi;
c Menambahkan pelumas internal, pigmen, pengubah benturan dan alat bantu pemrosesan pada kecepatan tinggi sekitar 80 °C;
d Tambahkan lilin atau pelumas luar lainnya dengan kecepatan tinggi sekitar 100 ° C;
e Menambahkan pengisi pada suhu 110 ° C dalam operasi kecepatan tinggi;
f membuang bahan ke tangki pencampur dingin dengan kecepatan rendah 110 °C - 120 °C untuk pendinginan;
g Bila suhu diturunkan hingga sekitar 40 °C, material akan dibuang. Urutan pemberian pakan di atas wajar, tetapi dalam produksi sebenarnya, sesuai dengan peralatannya sendiri dan berbagai kondisi, sebagian besar produsen menambahkan bahan tambahan lain selain resin. Ada juga kalsium karbonat aktif ringan yang ditambahkan bersama bahan utama dan sejenisnya.
Hal ini mengharuskan tenaga teknis perusahaan untuk mengembangkan sendiri teknologi pengolahan dan urutan pemberian pakan sesuai dengan karakteristik perusahaan.
Umumnya suhu pencampuran panas sekitar 120°C. Jika suhu terlalu rendah, bahan tidak mencapai gelasi dan campuran menjadi seragam. Di atas suhu ini, beberapa bahan mungkin terurai dan mudah menguap, dan bubuk campuran kering berwarna kuning. Waktu pencampuran umumnya 7-10 menit untuk mencapai pemadatan, homogenisasi dan gelasi parsial. Suhu campuran dingin umumnya di bawah 40 ° C, dan waktu pendinginan harus singkat. Jika suhu lebih tinggi dari 40°C dan laju pendinginan lambat, campuran kering yang disiapkan akan lebih rendah kekompakannya dibandingkan campuran konvensional.
Waktu pengawetan campuran kering umumnya 24 jam. Di atas waktu tersebut, bahan mudah menyerap air atau menggumpal. Di bawah waktu tersebut, struktur antar molekul material tidak stabil, mengakibatkan fluktuasi besar pada dimensi luar dan ketebalan dinding pipa selama ekstrusi. . Jika sambungan di atas tidak diperkuat, kualitas produk pipa akan terpengaruh. Dalam beberapa kasus, pipa akan menjadi rapuh.
