[Autocollants populaires] Analyse des causes de la fragilité des tuyaux en plastique PVC-U (I)

La fragilité du plastique a toujours été un facteur qui nuit aux opérations normales de certaines entreprises. La fragilité des canalisations affecte plus ou moins la part de marché et la réputation des utilisateurs de ces entreprises de canalisations, à la fois en termes d'apparence en coupe transversale et d'approbation d'installation. Cela se reflète pleinement dans les propriétés physiques et mécaniques du produit.
Dans cet article, les raisons de la fragilité des tuyaux en plastique PVC-U seront discutées et analysées à partir de la formulation, du processus de mélange, du processus d'extrusion, du moule et d'autres facteurs externes.
Les principales caractéristiques de la fragilité des tuyaux en PVC sont : l'effondrement au moment de la découpe, la rupture à froid.
De nombreuses raisons expliquent les mauvaises propriétés physiques et mécaniques des produits de tuyauterie, principalement les suivantes :

La formule et le processus de mélange sont déraisonnables

(1) Trop de remplissage. Compte tenu des prix actuellement bas sur le marché et de la hausse des prix des matières premières, les fabricants de tubes s'efforcent de réduire leurs coûts. Les fabricants de tuyaux réguliers, grâce à la combinaison optimisée de formules, sous le principe de ne pas réduire la qualité, réduisent les coûts ; Les fabricants réduisent leurs coûts tout en réduisant la qualité de leurs produits. En raison du composant de la formulation, le moyen le plus direct et le plus efficace consiste à augmenter la charge. La charge couramment utilisée dans les tuyaux en plastique PVC-U est le carbonate de calcium.

Dans le système de formulation précédent, la majeure partie du calcium est ajoutée, le but est d'augmenter la rigidité et de réduire le coût, mais le calcium lourd est très différent en raison de la forme irrégulière des particules et de la taille relativement grande des particules et de la mauvaise compatibilité du corps en résine PVC. Faible et le nombre de pièces augmente la couleur et l'apparence du tuyau.

De nos jours, avec le développement de la technologie, la plupart du carbonate de calcium ultra-fin et léger activé, même le carbonate de calcium à l'échelle nanométrique, joue non seulement le rôle d'augmenter la rigidité et le remplissage, mais a également la fonction de modification, mais la quantité de remplissage n'est pas sans limites, la proportion doit être contrôlée. Certains fabricants ajoutent désormais du carbonate de calcium à raison de 20 à 50 parties en masse afin de réduire le coût, ce qui réduit considérablement les propriétés physiques et mécaniques du profilé, entraînant une fragilité du tuyau.

(2) Le type et la quantité de modificateur d'impact ajouté. Le modificateur de choc est un polymère de haut poids moléculaire capable d'augmenter l'énergie totale de fissuration du polychlorure de vinyle sous l'action d'une contrainte.

À l'heure actuelle, les principales variétés de modificateurs d'impact pour le polychlorure de vinyle rigide sont le CPE, l'ACR, le MBS, l'ABS, l'EVA, etc. Parmi eux, la structure moléculaire des modificateurs CPE, EVA et ACR ne contient pas de doubles liaisons et la résistance aux intempéries est bonne. En tant que matériaux de construction extérieurs, ils sont mélangés au PVC pour améliorer efficacement la résistance aux chocs, la transformabilité et la résistance aux intempéries du PVC dur.

Dans le système de mélange PVC/CPE, la résistance aux chocs augmente avec l'augmentation de la quantité de CPE, montrant une courbe en forme de S. Lorsque la quantité ajoutée est inférieure à 8 parties en masse, la résistance aux chocs du système augmente très peu ; la quantité ajoutée augmente davantage lorsqu'elle est de 8 à 15 parties en masse ; alors le taux de croissance a tendance à être doux.

Lorsque la quantité de CPE est inférieure à 8 parties en masse, cela ne suffit pas pour former une structure de réseau ; lorsque la quantité de CPE est de 8 à 15 parties en masse, il est dispersé de manière continue et uniforme dans le système de mélange pour former une structure de réseau dans laquelle la séparation de phase n'est pas séparée, de sorte que le mélange soit effectué. La résistance aux chocs du système augmente le plus ; lorsque la quantité de CPE dépasse 15 parties en masse, une dispersion continue et uniforme ne peut pas être formée, mais certains CPE forment un gel, de sorte qu'il n'y a pas de particules de CPE dispersées appropriées à l'interface des deux phases. Pour absorber l’énergie d’impact, la croissance de la résistance aux chocs a tendance à être lente.

Dans les mélanges PVC/ACR, l’ACR peut améliorer considérablement la résistance aux chocs du mélange. Dans le même temps, les particules de « coque nucléaire » peuvent être uniformément dispersées dans la matrice de PVC. Le PVC est la phase continue, l'ACR est la phase dispersée et il est dispersé dans la phase continue du PVC pour interagir avec le PVC, qui agit comme un auxiliaire technologique pour favoriser la plastification du PVC. Gélification, temps de plastification court et bonnes propriétés de transformation. La température de formage et le temps de plastification ont peu d'effet sur la résistance aux chocs entaillés, et le module élastique en flexion diminue peu.

Généralement, la quantité de produit en PVC dur modifié par ACR est de 5 à 7 parties en masse et présente une excellente résistance aux chocs à température ambiante ou une excellente résistance aux chocs à basse température. Les preuves expérimentales montrent que l'ACR a une résistance aux chocs 30 % supérieure à celle du CPE. Par conséquent, le système de mélange PVC/ACR est utilisé autant que possible dans la formulation, et la modification avec du CPE et une quantité inférieure à 8 parties en masse ont tendance à provoquer une fragilité du tube.

(3) Trop ou pas assez de stabilisateur. Le rôle du stabilisant est d'inhiber la dégradation, ou de réagir avec le chlorure d'hydrogène libéré et d'empêcher la décoloration pendant le traitement du chlorure de polyvinyle.

Les stabilisants varient selon le type, mais en général, une utilisation trop importante retarde le temps de plastification du matériau, ce qui entraîne une moindre plastification du matériau au moment de la sortie du moule, et il n'y a pas de fusion complète entre les molécules du système de formulation. Cela rend sa structure intermoléculaire faible.

Lorsque la quantité est trop faible, les substances de poids moléculaire relativement faible présentes dans le système de formulation peuvent être dégradées ou décomposées (également appelée surplastification) et la stabilité de la structure intermoléculaire de chaque composant peut être détruite. Par conséquent, la quantité de stabilisant affectera également la résistance aux chocs du tuyau. Trop ou trop peu entraîneront une diminution de la résistance du tuyau et le rendront cassant.

(4) Quantité excessive de lubrifiant externe. Le lubrifiant externe est moins soluble dans la résine et peut favoriser le glissement entre les particules de résine, réduisant ainsi la chaleur de friction et retardant le processus de fusion. Cette action du lubrifiant se produit au début du processus de traitement (c'est-à-dire un chauffage externe et une chaleur de friction générée en interne). C'est le plus gros avant que la résine ne soit complètement fondue et que la résine fondue perde ses caractéristiques d'identification.

Le lubrifiant externe est divisé en pré-lubrification et post-lubrification, et le matériau surlubrifié présente une mauvaise forme dans diverses conditions. Si le lubrifiant n'est pas utilisé correctement, il peut provoquer des traces d'écoulement, un faible rendement, de la turbidité, un mauvais impact et une surface rugueuse. , adhérence, mauvaise plastification, etc. En particulier, lorsque la quantité est trop importante, la compacité du profil est mauvaise, la plastification est mauvaise et la propriété d'impact est mauvaise, ce qui rend le tube fragile.

(5) L'ordre de mélange à chaud, le réglage de la température et le temps de durcissement sont également des facteurs décisifs pour les propriétés du profilé. La formule du PVC-U contient de nombreux composants. L'ordre d'addition doit être bénéfique au rôle de chaque additif, et il est bénéfique d'augmenter la vitesse de dispersion et d'éviter l'effet synergique indésirable. L'ordre des additifs devrait contribuer à améliorer l'auxiliaire. L'effet synergique de l'agent surmonte l'effet d'élimination de phase gramme, de sorte que les auxiliaires qui doivent être dispersés dans la résine PVC pénètrent entièrement à l'intérieur de la résine PVC.

La séquence typique d’ajout de la formule du système de stabilisation est la suivante :
a Lors du fonctionnement à basse vitesse, ajoutez de la résine PVC dans le pot de mélange chaud ;
b Ajouter du stabilisant et du savon à 60°C en fonctionnement à grande vitesse ;
c Ajout de lubrifiants internes, de pigments, de modifiants chocs et d'adjuvants de mise en œuvre à des vitesses élevées autour de 80 °C ;
d Ajouter une cire ou autre lubrifiant externe à une vitesse élevée d'environ 100°C ;
e Ajout de filler à 110°C en fonctionnement à grande vitesse ;
f décharger le matériau dans une cuve de mélange froide à une faible vitesse de 110°C - 120°C pour refroidissement ;
g Lorsque la température descend à environ 40 °C, le matériau est évacué. L'ordre d'alimentation ci-dessus est raisonnable, mais dans la production réelle, en fonction de son propre équipement et de diverses conditions, la plupart des fabricants ajoutent d'autres additifs en plus de la résine. Il existe également un carbonate de calcium activé par la lumière ajouté à l'ingrédient principal, etc.

Cela nécessite que le personnel technique de l'entreprise développe sa propre technologie de traitement et sa propre séquence d'alimentation en fonction des caractéristiques de l'entreprise.

Généralement, la température de mélange à chaud est d'environ 120°C. Lorsque la température est trop basse, le matériau n'atteint pas la gélification et le mélange est uniforme. Au-dessus de cette température, certains matériaux peuvent se décomposer et se volatiliser, et la poudre sèche mélangée est jaune. Le temps de mélange est généralement de 7 à 10 minutes pour obtenir le compactage, l'homogénéisation et la gélification partielle. L'enrobé à froid est généralement inférieur à 40°C, et le temps de refroidissement doit être court. Si la température est supérieure à 40°C et la vitesse de refroidissement est lente, le mélange sec préparé sera inférieur à la compacité conventionnelle.

Le temps de durcissement de l’enrobé sec est généralement de 24 heures. Au-delà de ce temps, le matériau absorbe facilement l'eau ou s'agglomère. En dessous de ce temps, la structure entre les molécules du matériau n'est pas stable, ce qui entraîne de grandes fluctuations des dimensions extérieures et de l'épaisseur de paroi du tuyau lors de l'extrusion. . Si les liens ci-dessus ne sont pas renforcés, la qualité des produits de tuyauterie en sera affectée. Dans certains cas, le tuyau deviendra cassant.