A műanyag ridegsége mindig is olyan tényező volt, amely egyes vállalatok normál működését sújtja. A cső törékenysége többé-kevésbé befolyásolja ezen csőgyártók piaci részesedését és felhasználói hírnevét, mind a keresztmetszeti megjelenés, mind a beépítési jóváhagyás tekintetében. Teljes mértékben tükröződik a termék fizikai és mechanikai tulajdonságaiban.
Ebben a cikkben a PVC-U műanyag csövek ridegségének okait tárgyaljuk és elemezzük a készítményből, a keverési folyamatból, az extrudálási folyamatból, a penészből és egyéb külső tényezőkből.
A PVC cső ridegségének fő jellemzői: összeomlás vágáskor, hideg szakadás.
A csőtermékek rossz fizikai és mechanikai tulajdonságainak számos oka lehet, főként a következők:
Indokolatlan extrudálási folyamat
(1) Az anyag túl lágy vagy nem megfelelő. Ez összefügg a folyamat hőmérsékletének beállításával és a betáplálási aránysal. Ha a hőmérséklet túl magasra van állítva, az anyag túl lágyul. Néhány kisebb molekulatömegű komponens lebomlik és elpárolog. Ha a hőmérséklet túl alacsony, nem lesznek molekulák a komponensek között. Teljesen összeolvadt, a molekulaszerkezet nem erős. Az előtolási arány azonban túl nagy, ami az anyag felmelegített felületének és nyírásának növekedését, valamint a nyomás növekedését okozza, ami könnyen túlplasztifikációt okoz; ha az előtolási arány túl kicsi, akkor az anyag felmelegedett területe és nyírása csökken, ami kisebb lágyulást okoz. Függetlenül attól, hogy túlplasztifikációról vagy lágyításról van szó, csővágást és széttöredezést okoz.
(2) A gépfejre nehezedő elégtelen nyomás egyrészt a forma kialakításával kapcsolatos (ezt az alábbiakban külön ismertetjük), másrészt az előtolási arányhoz és a hőmérséklet beállításához kapcsolódik. Ha a nyomás nem elegendő, az anyag tömörsége gyenge, ami laza szövetet okoz. A cső anyaga törékeny. Ekkor az adagolási előtolás sebességét és az extrudáló csiga sebességét úgy kell beállítani, hogy a fejnyomást 25Mpa és 35Mpa között szabályozzák.
(3) A termék kis molekulájú komponensei nem ürülnek ki. Általában kétféle módon lehet kis molekulatömegű komponenseket előállítani egy termékben, az egyiket a forró keverés során állítják elő, amely a melegkeverés során párátlanító és kipufogó rendszeren keresztül távozik. A második részben visszamaradó és extrudált víz és hidrogén-klorid gáz, amely hevítéskor keletkezik. Ez általában a főmotor kipufogórészének kényszerkipufogó rendszerén keresztül történő kényszerürítés. A vákuum általában -0,05 Mpa és 0,08 Mpa között van. Ha nem nyitott vagy túl alacsony, kis molekulatömegű komponensek maradnak a termékben, ami a cső mechanikai tulajdonságainak csökkenését eredményezi.
(4) A csavar nyomatéka túl alacsony, a csavar nyomatéka a reakciógép értéke az erőállapot alatt, a folyamat hőmérséklete be van állítva, és az előtolási arány közvetlenül tükröződik a csavar nyomatékának értékében. A túl alacsony bizonyos mértékig az alacsony hőmérsékletet vagy a kis adagolási arányt tükrözi, így az anyag nem lágyul meg teljesen az extrudálás mértékében, ami szintén csökkenti a cső mechanikai tulajdonságait. A különböző extrudáló berendezések és formák szerint a csavar nyomatéka általában 60% és 85% között van, hogy megfeleljen a követelményeknek.
(5) A vontatási sebesség nem egyezik az extrudálási sebességgel. Ha a húzási sebesség túl nagy, a csőfal mechanikai tulajdonságai csökkennek, és a húzási sebesség túl lassú lesz. A cső ellenállása nagy lesz, a termék pedig nagy szakítószilárdságú lesz, ami a cső mechanikai tulajdonságait is befolyásolja.
Indokolatlan formatervezés
(1) A szerszámrész kialakítása ésszerűtlen, különösen a belső bordák elosztása és a határfelületi szög kezelése. Ez stresszkoncentrációt okoz. Javítani kell a tervezést, és ki kell küszöbölni a derékszögű és hegyesszögeket a határfelületen.
(2) A szerszám nyomása nem elegendő. A présszerszámnál a nyomást közvetlenül az öntőforma összenyomási aránya határozza meg, különösen a forma egyenes szakaszának hossza. Ha a szerszám préselési aránya túl kicsi, vagy az egyenes szakasz túl rövid, a termék nem lesz sűrű, és nem befolyásolja a fizikai tulajdonságokat. Egyrészt a matrica nyomásának változása beállíthatja az áramlási ellenállást a szerszám lapos szakaszának hosszának változtatásával; másrészt különböző kompressziós arányok választhatók az extrudálási nyomás megváltoztatására a formatervezési szakaszban, de meg kell jegyezni, hogy a fej kompressziós arányának megfelelőnek kell lennie. Az extrudercsiga kompressziós aránya igazodik; lehetőség van az extrudálási folyamat paramétereinek megváltoztatására és a perforált lemez növelésére az olvadéknyomás megváltoztatásához.
(3) A söntbordák gyenge konvergenciája okozta teljesítményromlás érdekében a bordák és a külső felület hosszát, a bordákat és az összefolyásnál lévő bordákat megfelelően növelni kell, vagy a kompressziós arányt növelni kell a megoldás érdekében.
(4) A szerszám kisülése egyenetlen, ami a cső falvastagságának inkonzisztenciáját vagy következetlen tömörségét eredményezi. Ez a mechanikai tulajdonságokban is különbséget okozott a cső két oldala között. Néha nem sikerült teljesítenünk a próbát hidegen ütés közben, ami ezt igazolta. Ami a nem szabványos csöveket, például a vékony falakat illeti, itt nem mondunk többet.
(5) A méretező szerszám hűtési sebessége. A hűtővíz hőmérséklete gyakran nem fordít kellő figyelmet. A hűtővíz feladata, hogy a cső által kifeszített nagy molekulaláncot időben lehűtse és formálja a felhasználási cél elérése érdekében. A lassú hűtés lehetővé teszi, hogy a molekulalánc megfelelő ideig nyúljon az alakformálás megkönnyítése érdekében. A gyors lehűlés, a vízhőmérséklet és az extrudált csődarab közötti hőmérsékletkülönbség túl nagy, és a termék kihűlésnek van kitéve, ami nem segíti elő a termék alacsony hőmérsékletű teljesítményének javulását.
A polimerfizika magyarázata szerint a PVC makromolekuláris lánca hőmérséklet és külső erő hatására hullámosodási és nyújtási folyamaton megy keresztül. A hőmérséklet és a külső erő visszavonásakor a makromolekuláris lánc nem tér vissza időben szabad állapotba, és üveges állapotba kerül. Rendellenes és rendezetlen elrendezés, ami a makroszkopikus termékek alacsony hőmérsékletű ütési teljesítményét eredményezi.
A műanyag feldolgozási technológiától kezdve, hogy megmagyarázza a PVC csövet az extrudálás után, a termék feszültség-lazító folyamattal rendelkezik a hőmérséklet és a külső erő eltávolítása után. A megfelelő hűtővíz hőmérséklet előnyös ebben a folyamatban. Ha a hűtővíz hőmérséklete túl alacsony, a termék feszültsége nem szűnik meg, ami a termék teljesítményének csökkenését eredményezi. Ezért a csőhűtés lassú hűtési módszert alkalmaz, és megakadályozhatja az öntött termék vetemedését, meghajlását és zsugorodását, valamint megakadályozhatja, hogy a termék ütési szilárdsága csökkenjen a belső feszültség miatt. Általában a víz hőmérsékletét 20 °C-ra szabályozzák.
A parizon kíméletes, kioltás nélküli hűtése érdekében a hűtőméretező hüvelyhez csatlakoztatott vízcsövet a formázás hátsó részéhez csatlakoztatjuk úgy, hogy a méretező hüvelyben lévő víz áramlási iránya ellentétes legyen a parison mozgási irányával. és a méretező hüvely elejéről kisül. Ez nem okozza a parison kioltását és az alacsony vízhőmérséklet miatti túlzott belső feszültséget, ami miatt a cső törékennyé válik és a profil ütésállósága csökken. A töltőanyagok hozzáadása vagy csökkentése, míg a töltőanyag növelése közvetlenül befolyásolja annak rugalmasságát. Ha túl sok a töltőanyag, a cső hidegen fújható lesz, és nem felel meg a szabványnak.
Ha a töltőanyag túl kicsi, a cső nagy méretváltozási sebességgel rendelkezik. Ugyanez vonatkozik a rugalmassági index növelésére vagy csökkentésére, illetve a hatásmódosító vagy feldolgozási segédanyag növelésére vagy csökkentésére van szükség, a feldolgozási segédanyag növelése vagy csökkentése pedig közvetlenül befolyásolja a merevségi indexet.
Ha a feldolgozási segédanyag túl sok, a cső merevségi indexe csökken; ha a feldolgozási segédanyag túl kicsi, a profil merevségi indexe nő. A megfogalmazásban a kettő egymásnak ellentmondó és egységes kölcsönös kényszertényezőt jelent, de nem mondható, hogy a merevségi indexet emelték volna. Indokolatlan a rugalmassági index fenntartása a töltőanyag növelése és a feldolgozási segédanyag növelése érdekében minden elv nélkül. Ezért a készítményrendszerben meg kell határozni egy optimális kombinációs pontot a merevség és a rugalmasság közötti egyensúly elérése érdekében.
Az extrudálási folyamat hatása a cső merevségére és rugalmassági indexére
Az extrudálási hőmérséklet beállítása az egyik olyan tényező, amely befolyásolja az anyag lágyulási fokát. A túlplasztikus anyagban lévő kis molekulatömegű polimer lebomlik és elpárolog, aminek következtében az intermolekuláris szerkezet megváltozása növeli a merevségi indexet és csökkenti a rugalmassági indexet. Az anyag elégtelen lágyítása, az anyagban lévő komponensek molekulái közötti megfelelő fúzió hiánya csökkenti a merevségi indexet, és a rugalmassági index nem lesz teljes mértékben kimutatható.
A csavar nyomatéka és az extrudálási nyomás arányos a profil merevségével, és a nyomaték és a nyomás növekedésével növekszik.
A rugalmassági index fordítottan arányos vele, és a nyomaték és a nyomás növekedésével csökken. Amit hozzá kell tenni, az az, hogy amikor a gépet csak elindítják, akkor kiderül, hogy az egyes profilok nincsenek összecsukva, de a belső bordákon enyhe buborékok vannak, ami új probléma.
