A fragilidade dos plásticos sempre foi um fator que prejudica o normal funcionamento de algumas empresas. A fragilidade dos tubos afetou mais ou menos a participação de mercado e a reputação dos usuários dessas empresas de tubos em termos de aparência transversal e aprovação de instalação. A fragilidade dos tubos é basicamente refletida totalmente nas propriedades físicas e mecânicas do produto.
Este artigo discute e analisa as razões da fragilidade dos tubos plásticos de PVC-U a partir da fórmula, processo de mistura, processo de extrusão, molde e outros fatores externos.
As principais características dos tubos de PVC que se tornam quebradiços são: rachaduras e rupturas durante puncionamento a frio durante o corte.
Existem muitas razões para as fracas propriedades físicas e mecânicas dos produtos tubulares, principalmente as seguintes:
Processo de extrusão irracional
(1) Plastificação excessiva ou insuficiente de materiais . Isto está relacionado à configuração da temperatura do processo e à taxa de alimentação. Se a temperatura for muito alta, o material ficará superplastificado e alguns dos componentes com peso molecular mais baixo se decomporão e volatilizarão; se a temperatura for muito baixa, não haverá moléculas nos componentes. Completamente fundida, a estrutura molecular não é forte. Uma taxa de alimentação excessiva aumentará a área aquecida e o cisalhamento do material, além de aumentar a pressão, o que facilmente causará plastificação excessiva; uma taxa de alimentação muito pequena fará com que a área aquecida e o cisalhamento do material diminuam, o que causará subplastificação. A plastificação excessiva ou insuficiente causará cortes e lascas no tubo.
(2) Pressão de cabeça insuficiente , por um lado, está relacionado ao projeto do molde (isso é descrito separadamente abaixo), por outro lado, está relacionado à taxa de alimentação e ao ajuste de temperatura. Quando a pressão é insuficiente, a densidade do material será baixa, o que resultará em organização frouxa. Quando o material do tubo for quebradiço, a velocidade de alimentação de medição e a velocidade do parafuso de extrusão devem ser ajustadas para controlar a pressão da cabeça entre 25Mpa e 35Mpa.
(3) Os componentes de baixo peso molecular do produto não são descarregados . Geralmente, existem duas maneiras de produzir componentes de baixo peso molecular em produtos. Um é produzido durante a mistura a quente, que pode ser descarregado através de sistemas de desumidificação e exaustão durante a mistura a quente. O segundo faz parte da água restante e do gás cloreto de hidrogênio gerado quando a extrusão é aquecida e pressurizada. Geralmente, a exaustão é forçada através do sistema de exaustão forçada da seção de exaustão do motor principal. O grau de vácuo está geralmente entre -0,05Mpa e 0,08Mpa. Se não for aberto ou for muito baixo, componentes de baixo peso molecular permanecerão no produto, resultando na diminuição das propriedades mecânicas do tubo. .
(4) O torque do parafuso é muito baixo . O torque do parafuso é o valor da máquina de reação sob tensão. O valor de ajuste da temperatura do processo e a taxa de alimentação são refletidos diretamente no valor do torque do parafuso. Torque do parafuso Muito baixo reflete baixa temperatura ou pequena taxa de alimentação até certo ponto, de modo que o material não pode ser totalmente plastificado no grau de extrusão e também reduzirá as propriedades mecânicas do tubo. De acordo com diferentes equipamentos e matrizes de extrusão, o torque do parafuso é geralmente controlado entre 60% -85% para atender aos requisitos.
(5) A velocidade de tração não corresponde à velocidade de extrusão . A velocidade de transporte muito rápida fará com que as propriedades mecânicas do tubo sejam mais finas, e a velocidade de transporte muito lenta resultará em alta resistência ao tubo, e o produto estará em um estado de alta elasticidade, o que também afetará as propriedades mecânicas de o cano.
Projeto de molde irracional
(1) O desenho da seção da matriz não é razoável, especialmente a distribuição das nervuras internas e o tratamento do ângulo da interface . Isso fará com que exista concentração de estresse. Precisa melhorar o design e eliminar os ângulos retos e agudos na interface.
(2) Pressão de matriz insuficiente . A pressão na matriz é determinada diretamente pela taxa de compressão da matriz, especialmente pelo comprimento da seção reta da matriz. Se a taxa de compressão da matriz for muito pequena ou a seção reta for muito curta, o produto não será denso e as propriedades físicas serão afetadas. Alterar a pressão da cabeça da matriz pode ajustar a resistência ao fluxo alterando o comprimento da seção reta da matriz, por um lado; por outro lado, diferentes taxas de compressão podem ser selecionadas para alterar a pressão de extrusão durante a fase de projeto da matriz, mas deve-se notar que a taxa de compressão da matriz. A taxa de compressão da rosca extrusora é compatível; a pressão de fusão também pode ser alterada alterando a fórmula, ajustando os parâmetros do processo de extrusão e adicionando uma placa porosa.
(3) Para a degradação do desempenho causada por má confluência das costelas de desvio , o comprimento das nervuras e da superfície externa, o comprimento das nervuras e a confluência das nervuras devem ser aumentados adequadamente, ou a taxa de compressão deve ser aumentada.
(4) A matriz não é descarregada uniformemente, resultando em espessura inconsistente da parede do tubo ou densidade inconsistente. Isto também causou a diferença nas propriedades mecânicas entre os dois lados do tubo. Em nossos experimentos, às vezes classificamos um lado como qualificado e o outro lado falhou, o que apenas comprovou esse ponto. Quanto à parede fina e outros tubos fora do padrão, não direi mais nada aqui.
(5) A taxa de resfriamento do molde de modelagem. A temperatura da água de resfriamento muitas vezes não atrai atenção suficiente. O papel da água de resfriamento é resfriar e moldar as cadeias macromoleculares esticadas a tempo de atingir a finalidade de uso. O resfriamento lento pode dar tempo suficiente para que a cadeia molecular se estique, o que favorece a modelagem. No resfriamento rápido, a diferença entre a temperatura da água e a temperatura do tubo extrudado é muito grande, e o resfriamento rápido do produto não conduz à melhoria do desempenho do produto em baixas temperaturas.
Pela explicação da física dos polímeros, a cadeia macromolecular do PVC passa por um processo de enrolamento e alongamento sob a ação da temperatura e da força externa. Quando a temperatura e a força externa são retiradas, a cadeia macromolecular não retorna ao estado livre a tempo e fica no estado vítreo. O arranjo desordenado resulta em desempenho de baixo impacto em baixa temperatura dos produtos macroscópicos.
Do ponto de vista da tecnologia de processamento de plástico, explica-se que após a extrusão do tubo de PVC, o produto passa por um processo de relaxamento de tensões após a remoção da temperatura e da força externa. A temperatura adequada da água de resfriamento favorece esse processo. Se a temperatura da água de resfriamento for muito baixa, a tensão no produto não teve tempo de ser eliminada, resultando em declínio no desempenho do produto. Portanto, o resfriamento do tubo adota um método de resfriamento lento, que pode evitar empenamento, flexão e encolhimento do produto moldado, e pode evitar que a resistência ao impacto do produto seja reduzida devido ao estresse interno. Geralmente, a temperatura da água é controlada em 20°C.
Para resfriar o parison suavemente sem têmpera, o tubo de água conectado à luva de dimensionamento de resfriamento é conectado à parte traseira do dimensionamento, e a água que flui na luva de dimensionamento é oposta à direção do movimento do parison e descarregada do dimensionamento manga . Isto não causará um resfriamento rápido do parison devido à temperatura muito baixa da água, tensão interna excessiva, fragilização do tubo e redução da resistência ao impacto do perfil. Adicionar ou reduzir cargas e adicionar cargas afeta diretamente seu índice de flexibilidade. Se houver muito enchimento, a lavagem a frio do tubo não atenderá ao padrão.
Se o enchimento for muito pequeno, o tubo terá uma grande taxa de alteração dimensional. O mesmo é que para aumentar ou diminuir o índice de flexibilidade é necessário aumentar ou diminuir o modificador de impacto ou auxiliar de processamento, e o aumento ou diminuição do auxiliar de processamento afeta diretamente o índice de rigidez.
Se houver muitos auxiliares de processamento, o índice de rigidez do tubo diminuirá; se os auxiliares de processamento forem muito pequenos, o índice de rigidez do perfil aumentará . Na fórmula, os dois são fatores contraditórios e unificados mutuamente restritivos. Não é razoável aumentar o enchimento sem princípios, mantendo o índice de flexibilidade. Portanto, um ponto de ligação ideal deve ser determinado no sistema de formulação para alcançar um equilíbrio entre rigidez e flexibilidade.
A influência do processo de extrusão na rigidez e no índice de flexibilidade do tubo
O ajuste da temperatura de extrusão é um dos fatores que afetam o grau de plastificação do material. O polímero de baixo peso molecular no material superplastificado é decomposto e volatilizado, resultando em mudanças estruturais intermoleculares que aumentarão o índice de rigidez e reduzirão o índice de flexibilidade. A plastificação insuficiente do material e a fusão insuficiente das moléculas de cada componente do material reduzirão o índice de rigidez e, ao mesmo tempo, o índice de flexibilidade não poderá ser totalmente exibido.
O torque do parafuso e a pressão de extrusão são diretamente proporcionais ao índice de rigidez do perfil e aumentam com o aumento do torque e da pressão.
O índice de flexibilidade é inversamente proporcional a ele e diminui com o aumento do torque e da pressão. O que precisa ser acrescentado é que quando a extrusão é iniciada, descobre-se acidentalmente que os perfis individuais não apresentam fenômeno de fissuração, mas verifica-se que há leves bolhas nas nervuras internas, o que é outro novo problema.
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