プラスチックのもろさは、常に一部の企業の正常な運営を妨げる要因となってきました。パイプの脆さは、断面の外観や設置承認の観点から、これらのパイプ会社の市場シェアやユーザーの評判に多かれ少なかれ影響を与えています。パイプの脆性は基本的に製品の物理的および機械的特性に完全に反映されます。
この記事では、PVC-U プラスチック パイプが脆くなる理由を、配合、混合プロセス、押出プロセス、金型、その他の外部要因から考察および分析します。
PVC パイプが脆くなる主な特徴は次のとおりです。 ブランキング時の冷間パンチング時の亀裂や破断。
パイプ製品の物理的および機械的特性が劣る原因は数多くありますが、主に次のとおりです。
無理な押し出し加工
(1) 材料の可塑化が過剰または不十分である . これはプロセス温度の設定と供給比率に関係します。温度の設定が高すぎると、材料が過剰に可塑化され、低分子量の成分の一部が分解して揮発します。温度が低すぎると、コンポーネント内に分子が存在しなくなります。完全に融合しているため、分子構造は強くありません。 送り比率が多すぎると、材料の加熱面積とせん断力が増加し、圧力が増加するため、過可塑化が発生しやすくなります。送り比が小さすぎると、材料の加熱面積とせん断が減少し、可塑化不足が発生します。 可塑化が過剰または過小であると、パイプの切断や欠けが発生します。
(2)ヘッド圧力不足 は、一方では金型の設計 (これについては後で別途説明します) に関係し、他方では送り率と温度設定に関係します。圧力が不十分な場合、材料の密度が低下し、組織が緩くなります。チューブ材料が脆い場合、ヘッド圧力が 25Mpa ～ 35Mpa になるように計量供給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を排出しない . 製品中の低分子成分を製造するには、一般に 2 つの方法があります。 1 つは高温混合中に生成され、高温混合中に除湿および排気システムを通じて排出できます。 2つ目は、押出物を加熱加圧した際に発生する残留水と塩化水素ガスの一部です。 これは通常、主機関の排気部の強制排気装置を介して強制排気されます。真空度は一般的に-0.05Mpa～0.08Mpaです。未開管や低すぎると製品中に低分子成分が残留し、パイプの機械的性質が低下します。 。
(4) ネジのトルクが小さすぎる 。スクリュートルクは応力下の反力機械の値です。プロセス温度や送り比率の設定値がそのままスクリュートルク値に反映されます。スクリュートルクが低すぎると、温度の低下や送り比の小ささがある程度反映され、材料が押出程度で完全に可塑化できなくなり、パイプの機械的特性も低下します。 さまざまな押出装置やダイに応じて、要件を満たすためにスクリュートルクは一般に 60% ～ 85% の間で制御されます。
(5) 牽引速度と押出速度が一致しない . 牽引速度が速すぎるとパイプの機械的特性が薄くなる原因となり、牽引速度が遅すぎるとパイプへの抵抗が大きくなり、製品が高伸張状態になり、パイプの機械的特性にも影響を及ぼします。パイプ。
無理な金型設計
(1) 金型の断面設計に無理がある、特に内部リブの配置や界面の角度の処理 . これにより応力集中が発生します。 デザインを改善し、インターフェースの直角や鋭角を取り除く必要があります。
(2) 金型圧力不足 . ダイにおける圧力は、ダイの圧縮率、特にダイの直線部分の長さによって直接決まります。 金型の圧縮率が小さすぎたり、ストレート部が短すぎたりすると、製品の緻密性が損なわれ、物性に影響を与えます。 ダイヘッドの圧力を変更すると、一方ではダイの直線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、ダイ設計段階で異なる圧縮比を選択して押出圧力を変更することもできますが、ダイの圧縮比と押出機スクリューの圧縮比は互換性があることに注意する必要があります。溶融圧力は、配合を変更し、押出プロセスパラメータを調整し、多孔質プレートを追加することによっても変更できます。
(3) のために ～によって引き起こされるパフォーマンスの低下 迂回リブの合流不良 、リブの長さと外表面、リブの長さとリブの合流部を適切に長くするか、圧縮率を高くする必要があります。
(4) ダイスからの吐出が均一に行われず、パイプの肉厚や密度がばらつく。 これにより、パイプの両側の機械的特性に違いが生じます。私たちの実験では、片側が正常にコールドパンチされ、もう一方が失敗することがありましたが、これはまさにこの点を証明しました。 薄肉パイプやその他の規格外のパイプについては、ここでは詳しく説明しません。
（５）成形型の冷却速度。 冷却水温度はあまり注目されていないことがよくあります。冷却水の役割は、伸びた高分子鎖を冷却し、使用目的に合わせて形を整えることです。 ゆっくりと冷却すると、分子鎖が伸びるのに十分な時間が与えられ、成形が容易になります。 急冷では、水温と押出管の温度の差が大きすぎるため、製品の急冷は製品の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 の高分子鎖は温度と外力の作用によりカールしたり伸びたりするプロセスを経ます。温度と外力を取り除くと、高分子鎖は時間が経っても自由状態に戻らず、ガラス状態になります。配列が無秩序であると、巨視的な製品の低温衝撃性能が低下します。
塑性加工技術の観点からは、塩ビパイプを押出成形した後、温度や外力を取り除いた後に応力緩和処理を行うと説明されています。 適切な冷却水温度はこのプロセスに役立ちます。 冷却水温度が低すぎると製品の応力が解消できず、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、曲がり、収縮を防止し、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。 基本的に水温は20℃に管理されています。
パリソンを急冷せずに柔らかく冷却するため、冷却サイジングスリーブに接続された水管をサイジングの背面に接続し、サイジングスリーブ内を流れる水はパリソンの移動方向と逆にサイジングから排出されます。スリーブ . これにより、低すぎる水温、過度の内部応力、パイプの脆化、およびプロファイルの耐衝撃性の低下によるパリソンの急速冷却が引き起こされません。 フィラーの追加または削減、およびフィラーの追加は、柔軟性指数に直接影響します。 充填剤が多すぎると、パイプのコールドフラッシングが規格を満たさなくなります。
充填材が小さすぎると、パイプの寸法変化率が大きくなります。 同様に、柔軟性指数を増減するには耐衝撃性改良剤または加工助剤を増減する必要があり、加工助剤の増減は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。加工助剤が少なすぎると、プロファイルの剛性指数が増加します。 。この式では、両者は相反するものであり、相互に制約する要素として統一されている。柔軟性指数を維持しながら無原則にフィラーを増やすのは無理があります。 したがって、剛性と柔軟性のバランスを達成するには、配合システムで最適な結合点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対する押出プロセスの影響
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。過剰に可塑化された材料中の低分子ポリマーは分解および揮発し、その結果分子間構造が変化し、剛性指数が増加し、柔軟性指数が低下します。 材料の可塑化が不十分であったり、材料中の各成分の分子の融合が不十分であると剛性指数が低下し、同時に柔軟性指数も十分に発揮できなくなります。
スクリューのトルクと押出圧力はプロファイルの剛性指数に正比例し、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、トルクと圧力が増加すると減少します。 さらに付け加えなければならないのは、押出を開始したばかりの場合、個々のプロファイルには亀裂現象が見られないことが偶然に発見されたことであるが、内側のリブにわずかな気泡が存在することが判明し、これも新たな問題である。
この記事はインターネットからのものであり、学習とコミュニケーションのみを目的としており、商業目的ではありません。
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