プラスチックの脆性は、一部の企業の通常の業務を悩ませている要因でした。パイプのもろさは、断面の外観と設置の承認の両方の観点から、これらのパイプ会社の市場シェアとユーザーの評判に多かれ少なかれ影響を与えます。それは製品の物理的および機械的特性に完全に反映されています。
この論文では、PVC-Uプラスチックパイプの脆性の理由について、配合、混合プロセス、押出プロセス、金型、およびその他の外部要因から説明および分析します。
塩ビ管の脆性の主な特徴は、切断時の崩壊、冷間破裂です。
パイプ製品の物理的および機械的特性が悪い理由は、主に次のように多くあります。

不合理な押し出しプロセス

（1）材料が可塑化されすぎているか、不十分です。これは、プロセス温度設定と送り比に関連しています。温度設定が高すぎると、材料が過可塑化されます。低分子量の成分のいくつかは分解して揮発します。温度が低すぎると、コンポーネント間に分子がなくなります。完全に融合しているため、分子構造は強くありません。ただし、供給比が大きすぎるため、材料の加熱面積とせん断が増加し、圧力が増加するため、過可塑化が発生しやすくなります。供給比率が小さすぎると、材料の加熱面積とせん断が減少し、可塑化が少なくなります。それが過可塑化であろうと過小可塑化であろうと、それはチューブの切断と欠けを引き起こします。

（2）機械ヘッドへの不十分な圧力は、一方では金型設計（これについては以下で別途説明します）に関連し、他方では送り比と温度設定に関連します。圧力が不十分な場合、材料の緻密性が低下し、組織が緩む原因になります。チューブの材質はもろいです。このとき、ヘッド圧を25Mpa〜35Mpaに制御するために、計量送り速度と押出スクリュー速度を調整する必要があります。

（3）製品中の低分子成分は排出されません。製品に低分子量成分を生成するには、一般に2つの方法があります。1つは熱混合中に生成され、熱混合中に除湿および排気システムを介して排出できます。 2つ目は、加熱時に発生する部分的に残留し、押し出された水と塩化水素ガスです。これは通常、メインエンジンの排気セクションの強制排気システムを介した強制排出です。真空は一般的に-0.05Mpaから0.08Mpaの間です。開いていないか低すぎると、低分子成分が製品に残り、パイプの機械的特性が低下します。

（4）スクリュートルクが低すぎる、スクリューのトルクが力状態での反動機の値であり、プロセス温度が設定され、送り比がスクリュートルク値に直接反映されている。ある程度低すぎると、低温または供給比が小さいため、材料が押し出しの程度で完全に可塑化されず、パイプの機械的特性も低下します。さまざまな押出装置と金型によると、要件を満たすためにスクリュートルクは一般に60％から85％の間です。

（5）牽引速度が押し出し速度と一致していません。引っ張り速度が速すぎると、パイプ壁の機械的特性が低下し、引っ張り速度が遅くなります。パイプの抵抗が高くなり、製品が高張力状態になり、パイプの機械的特性にも影響を及ぼします。

不合理な金型設計

（1）ダイセクションの設計、特に内側リブの分布と境界面角度の処理が不合理です。これにより、応力集中が発生します。設計を改善し、境界面での直角と鋭角を排除する必要があります。

（2）ダイ圧が不足している。金型の圧力は、金型の圧縮比、特に金型の直線部分の長さによって直接決定されます。ダイの圧縮比が小さすぎたり、直線部分が短すぎたりすると、製品の密度が低くなり、物性に影響を与えます。一方では、ダイの圧力を変更すると、ダイの平らな部分の長さを変更することで流動抵抗を調整できます。一方、金型設計段階で押出圧力を変更するためにさまざまな圧縮比を選択できますが、ヘッドの圧縮比は次のようにする必要があることに注意する必要があります。押出機のねじの圧縮比が調整されます。押出プロセスパラメータを変更し、穴あきプレートを増やして溶融圧力を変更することもできます。

（3）シャントリブの収束不良による性能低下については、リブと外面の長さ、合流点のリブとリブを適切に長くするか、圧縮比を大きくして解決する必要があります。

（4）ダイの排出量が不均一であるため、パイプの肉厚が不均一になったり、コンパクトさが不均一になります。これにより、パイプの2つの面の間で機械的特性に違いが生じました。コールドパンチ中にテストに合格しなかったことがあり、これが証明されました。薄肉などの非標準管については、ここでは詳しく説明しません。

（5）サイジングダイの冷却速度。多くの場合、冷却水の温度は十分な注意を引き起こしません。冷却水の機能は、使用目的を達成するために、パイプによって引き伸ばされた大きな分子鎖を適時に冷却および成形することです。ゆっくりと冷却すると、分子鎖が十分な時間伸びて成形が容易になります。急冷、水温と押出管ブランクの温度差が大きすぎて焼入れしやすいため、低温性能の向上につながりません。

高分子物理学の説明から、PVC高分子鎖は温度と外力の作用下でカールと伸長のプロセスを経ます。温度と外力が引き抜かれると、高分子鎖は時間内に自由状態で回復せず、ガラス状態になります。無秩序かつ無秩序な配置により、巨視的な製品の低温衝撃性能が得られます。

押出成形後のPVCパイプを説明するプラスチック加工技術から、温度と外力を取り除いた後の応力緩和工程があります。このプロセスには、適切な冷却水温度が役立ちます。冷却水の温度が低すぎると、製品の応力が解消されず、製品の性能が低下します。そのため、パイプ冷却は徐冷方式を採用しており、成形品の反り、曲げ、収縮を防ぎ、内部応力による製品の衝撃強度の低下を防ぐことができます。一般的に、水温は20℃に制御されています。

急冷せずにパリソンを穏やかに冷却するために、冷却サイジングスリーブに接続された水道管がシェーピングの後部に接続され、サイジングスリーブ内の水の流れ方向がパリソンの移動方向と反対になるようになっています。サイジングスリーブの前面から排出されます。これにより、水温が低いためにパリソンが急冷したり、過度の内部応力が発生したりすることはありません。これにより、パイプがもろくなり、プロファイルの耐衝撃性が低下します。フィラーを追加または削減する一方で、フィラーを増やすと、その柔軟性に直接影響します。フィラーが多すぎると、パイプはコールドブローされ、標準に達しません。

フィラーが小さすぎると、チューブの寸法変化率が大きくなります。同じことが柔軟性指数を増減することであり、衝撃調整剤または加工助剤を増減する必要があり、加工助剤を増減すると、剛性指数に直接影響します。

加工助剤が多すぎると、パイプの剛性指数が低下します。加工助剤が小さすぎると、プロファイルの剛性指数が高くなります。公式化では、この2つは矛盾した統一された相互制約要因ですが、剛性指数が向上しているとは言えません。原則なしに加工助剤を増やしながらフィラーを増やすために柔軟性指数を維持することは不合理です。したがって、剛性と柔軟性のバランスを実現するために、配合システムで最適な組み合わせポイントを決定する必要があります。

パイプの剛性と柔軟性指数に及ぼす押出成形プロセスの影響

押出温度の設定は、材料の可塑化の程度に影響を与える要因の1つです。材料の過可塑化された材料中の低分子ポリマーは分解して揮発し、分子間構造の変化を引き起こして剛性指数を増加させ、柔軟性指数を減少させます。材料の不十分な可塑化、材料内の成分の分子間の十分な融合の欠如は、剛性指数を低下させ、柔軟性指数は完全には実証されません。

スクリュートルクと押し出し圧力はプロファイルの剛性に比例し、トルクと圧力の増加とともに増加します。

柔軟性指数はそれに反比例し、トルクと圧力の増加とともに減少します。追加する必要があるのは、マシンを起動したばかりのときに、個々のプロファイルが折りたたまれていないことがわかりますが、内側のリブにわずかな気泡があることがわかります。これは新しい問題です。