プラスチックの脆さは、常に一部の企業の通常業務を妨げる要因となってきました。パイプの脆さは、断面の外観と設置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ます。
この論文では、PVC-Uプラスチックパイプの脆さの理由を、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議論および分析します。
塩ビパイプの脆性の主な特徴は、切断時の崩壊、冷間破断です。
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。
配合や混合工程に無理がある
(1) フィラーが多すぎる。現在の市場価格の低迷と原材料価格の高騰を考慮して、パイプメーカーはコスト削減に大騒ぎしています。通常のパイプメーカーは、品質を落とさないという前提の下、配合の最適化によりコストを削減します。メーカーは製品の品質を低下させる一方でコストを削減しています。配合成分の関係上、最も直接的かつ効果的な方法はフィラーを増やすことです。 PVC-U プラスチック パイプに一般的に使用される充填剤は炭酸カルシウムです。
従来の配合体系では、カルシウムの多くは剛性の向上とコスト削減を目的として添加されていましたが、重質カルシウムは粒子の形状が不規則で粒径が比較的大きく、相溶性が悪いため大きく異なります。 PVC樹脂ボディの。部品点数が少なく、パイプの色や見栄えが良くなります。
現在、技術の発展により、超微細で軽い活性炭酸カルシウム、さらにはナノスケールの炭酸カルシウムの多くは、剛性を高めて充填する役割を果たすだけでなく、改質機能も備えていますが、充填量は減少します。制限がないわけではないので、比率を制御する必要があります。現在、一部のメーカーはコストを削減するために炭酸カルシウムを 20 ～ 50 質量部添加していますが、これによりプロファイルの物理的および機械的特性が大幅に低下し、パイプが脆くなります。
(2) 添加される耐衝撃性改良剤の種類と量。耐衝撃性改良剤は、応力の作用下でポリ塩化ビニルの亀裂の総エネルギーを増加させることができる高分子ポリマーです。
現在、硬質ポリ塩化ビニル用の耐衝撃性改良剤の主な種類は、CPE、ACR、MBS、ABS、EVAなどです。このうち、CPE、EVA、ACR改良剤の分子構造には二重結合が含まれておらず、耐候性は優れています。良い。屋外建材として塩ビと配合し、硬質塩ビの耐衝撃性、加工性、耐候性を効果的に向上させます。
PVC/CPE ブレンド系では、CPE 量の増加とともに衝撃強度が増加し、S 字カーブを示します。添加量が８質量部未満では系の衝撃強度の増加がほとんどなく、８質量部未満では系の衝撃強度の向上がほとんどない。添加量は８〜１５質量部の場合に最も多くなる。その場合、成長率は緩やかになる傾向があります。
ＣＰＥの配合量が８質量部未満であると、ネットワーク構造を形成するのに十分ではなく、好ましくない。 ＣＰＥの量が８〜１５質量部であれば、ブレンド系中に連続的に均一に分散し、相分離のない網目構造を形成してブレンドすることができる。システムの衝撃強度が最も増加します。 ＣＰＥの量が１５質量部を超えると、連続的かつ均一な分散を形成することができず、一部のＣＰＥがゲルを形成し、２つの相の界面に適切な分散ＣＰＥ粒子が存在しなくなる。衝撃エネルギーを吸収するため、衝撃強度の伸びが遅くなる傾向があります。
PVC/ACR ブレンドでは、ACR によりブレンドの耐衝撃性が大幅に向上します。同時に、「核シェル」粒子を PVC マトリックス中に均一に分散させることができます。 PVC は連続相、ACR は分散相であり、PVC 連続相中に分散して PVC と相互作用し、PVC の可塑化を促進する加工助剤として機能します。ゲル化、短い可塑化時間、および良好な加工特性。成形温度や可塑化時間はノッチ衝撃強度にほとんど影響を与えず、曲げ弾性率の低下もほとんどありません。
一般に、ＡＣＲ変性された硬質ＰＶＣ製品の配合量は５～７質量部であり、常温衝撃強度や低温衝撃強度に優れる。実験による証拠は、ACR が CPE よりも 30% 高い衝撃強度を持っていることを示しています。そのため、配合には可能な限りPVC/ACRブレンド系を使用し、CPE変性や配合量が8質量部未満ではチューブが脆くなる傾向にあります。
(3) 安定剤が多すぎる、または少なすぎる。安定剤の役割は、ポリ塩化ビニルの劣化を抑制すること、または放出された塩化水素と反応して、ポリ塩化ビニルの加工中の変色を防ぐことです。
安定剤は種類によって異なりますが、一般に使用量が多すぎると材料の可塑化時間が遅くなり、その結果、金型から出る際の材料の可塑化が低下し、配合中の分子間の完全な融合が行われなくなります。システム。分子間構造が弱くなります。
配合量が少なすぎると、配合系中の比較的低分子物質が分解・分解（過可塑化ともいう）し、各成分の分子間構造の安定性が崩れる場合がある。したがって、スタビライザーの量もパイプの衝撃強度に影響します。多すぎても少なすぎてもパイプの強度が低下し、パイプが脆くなる原因となります。
(4) 外部潤滑剤の量が多すぎる。外部潤滑剤は樹脂への溶解度が低く、樹脂粒子間の滑りを促進することで摩擦熱を低減し、溶融プロセスを遅らせることができます。潤滑剤のこの作用は、処理プロセスの初期段階で行われます (つまり、外部加熱と内部で発生する摩擦熱)。これは、樹脂が完全に溶融し、溶融中の樹脂がその識別特性を失う前に最大になります。
外部潤滑剤は前潤滑と後潤滑に分けられ、過潤滑された材料は様々な条件下で形状不良を呈します。潤滑剤を適切に使用しないと、フローマーク、歩留まりの低下、濁り、衝撃不良、表面荒れの原因となることがあります。特に多すぎると、形状の緻密性が悪く、可塑化が悪く、衝撃性も悪く、チューブが脆くなる原因となる。
(5) 高温混合順序、温度設定、および硬化時間も、プロファイルの特性を決定する要因となります。 PVC-U の配合には多くのコンポーネントが含まれています。添加順序は、各添加剤の役割にとって有利である必要があり、分散速度を高め、悪影響の相乗効果を回避するのに有利です。添加剤の順序は助剤の改善に役立つはずです。薬剤の相乗効果により、相グラム除去効果を克服し、PVC樹脂中に分散すべき助剤がPVC樹脂内部に十分に浸透します。
一般的な安定化システムの式の追加シーケンスは次のとおりです。
a 低速運転の場合は、熱い混合ポットに PVC 樹脂を加えます。
b 高速運転下で 60 °C で安定剤と石鹸を追加します。
c 内部潤滑剤、顔料、耐衝撃性改良剤、加工助剤を約 80 °C で高速で添加します。
d ワックスまたは他の外部潤滑剤を約 100 °C の高速で追加します。
e 高速運転下で 110 °C で充填剤を添加します。
ｆ 冷却のために材料を１１０℃〜１２０℃の低速で冷却混合タンクに排出する。
g 温度が約 40 °C まで下がると、材料が排出されます。上記の供給順序は合理的ですが、実際の製造では、ほとんどのメーカーは自社の設備やさまざまな条件に応じて、樹脂に加えて他の添加剤を加えます。主剤等に加えて光活性炭酸カルシウムを配合したものもあります。
そのため、企業の技術担当者は、企業の特性に応じて独自の加工技術や供給シーケンスを開発する必要があります。
一般に、加熱混合温度は約120℃です。温度が低すぎると材料はゲル化に至らず、混合物は均一になります。この温度を超えると、一部の材料が分解および揮発する可能性があり、乾燥混合粉末は黄色になります。圧縮、均質化、および部分的なゲル化を達成するために、混合時間は通常 7 ～ 10 分です。コールドミックスは一般に40℃以下であり、冷却時間は短いことが必要です。温度が４０℃より高く、冷却速度が遅い場合、調製されたドライミックスは従来の緻密性に劣る。
ドライミックスの硬化時間は通常24時間です。この時間を超えると、材料は水を吸収したり、凝集したりしやすくなります。この時間を下回ると、材料の分子間の構造が不安定になり、押出成形中にパイプの外形寸法や肉厚が大きく変動します。 。上記の連携を強化しないと、パイプ製品の品質に影響を与えます。場合によっては、パイプが脆くなることがあります。
