A fragilidade do plástico sempre foi um fator que prejudica as operações normais de algumas empresas. A fragilidade do tubo afeta mais ou menos a participação de mercado e a reputação do usuário dessas empresas de tubos, tanto em termos de aparência transversal quanto de aprovação de instalação. Isso se reflete totalmente nas propriedades físicas e mecânicas do produto.
Neste artigo, as razões para a fragilidade dos tubos plásticos de PVC-U serão discutidas e analisadas a partir da formulação, processo de mistura, processo de extrusão, molde e outros fatores externos.
As principais características da fragilidade dos tubos de PVC são: colapso no momento do corte, ruptura a frio.
Existem muitas razões para as fracas propriedades físicas e mecânicas dos produtos tubulares, principalmente as seguintes:
Processo de extrusão irracional
(1) O material está muito plastificado ou insuficiente. Isso está relacionado ao ajuste da temperatura do processo e à taxa de alimentação. Se a temperatura for muito alta, o material ficará excessivamente plastificado. Alguns dos componentes com peso molecular mais baixo irão se decompor e volatilizar. Se a temperatura for muito baixa, não haverá moléculas entre os componentes. Completamente fundida, a estrutura molecular não é forte. Porém, a taxa de alimentação é muito grande, o que faz com que a área aquecida e o cisalhamento do material aumentem, e a pressão aumente, o que é fácil de causar excesso de plastificação; se a taxa de avanço for muito pequena, a área aquecida e o cisalhamento do material diminuirão, o que causará menos plastificação. Seja sobre plastificação ou sob plastificação, isso causará corte e lascamento do tubo.
(2) Pressão insuficiente no cabeçote da máquina, por um lado, relacionada ao projeto do molde (isso é descrito separadamente abaixo), por outro lado, está relacionada à taxa de alimentação e ao ajuste de temperatura. Quando a pressão é insuficiente, a compactação do material é fraca, o que causará tecido solto. O material do tubo é frágil. Neste momento, 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 um produto, sendo uma delas produzida durante a mistura a quente, que pode ser descarregada através de um sistema de desumidificação e exaustão durante a mistura a quente. O segundo é água parcialmente residual e extrudada e gás cloreto de hidrogênio gerado quando aquecido. Geralmente é uma descarga forçada através do sistema de exaustão forçada da seção de exaustão do motor principal. O vácuo está geralmente entre -0,05Mpa e 0,08Mpa. Se não estiver aberto ou muito baixo, componentes de baixo peso molecular permanecerão no produto, resultando numa 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 o estado de força, a temperatura do processo é definida e a taxa de alimentação é refletida diretamente no valor do torque do parafuso. Muito baixo, até certo ponto, reflete a baixa temperatura ou uma pequena taxa de alimentação, de modo que o material não é totalmente plastificado no grau de extrusão, o que também reduzirá as propriedades mecânicas do tubo. De acordo com diferentes equipamentos e moldes de extrusão, o torque do parafuso está geralmente entre 60% e 85% para atender aos requisitos.
(5) A velocidade de tração não corresponde à velocidade de extrusão. Se a velocidade de tração for muito rápida, as propriedades mecânicas da parede do tubo serão reduzidas e a velocidade de tração será muito lenta. A resistência do tubo será alta e o produto estará em alto estado de tração, o que também afetará as propriedades mecânicas do tubo.
Design de molde irracional
(1) O projeto da seção da matriz não é razoável, especialmente a distribuição das nervuras internas e o tratamento do ângulo de interface. Isso causará concentração de estresse. É necessário melhorar o design e eliminar os ângulos retos e agudos na interface.
(2) A pressão da matriz é insuficiente. A pressão na matriz é determinada diretamente pela taxa de compressão do molde, especialmente pelo comprimento da seção reta do molde. Se a taxa de compressão da matriz for muito pequena ou a seção reta for muito curta, o produto não será denso e afetará as propriedades físicas. Por um lado, a mudança na pressão da matriz pode ajustar a resistência ao fluxo alterando o comprimento da seção plana da matriz; por outro lado, diferentes taxas de compressão podem ser selecionadas para alterar a pressão de extrusão durante a fase de projeto do molde, mas deve-se notar que a taxa de compressão da cabeça deve ser adaptada. A taxa de compressão do parafuso extrusor é adaptada; também é possível alterar os parâmetros do processo de extrusão e aumentar a placa perfurada para alterar a pressão de fusão.
(3) Para a degradação do desempenho causada pela má convergência das nervuras de derivação, o comprimento das nervuras e a superfície externa, as nervuras e as nervuras na confluência devem ser aumentados adequadamente, ou a taxa de compressão deve ser aumentada para resolver.
(4) A descarga da matriz é irregular, resultando em espessura inconsistente da parede do tubo ou compactação inconsistente. Isto também causou uma diferença nas propriedades mecânicas entre as duas faces do tubo. Às vezes, não conseguíamos passar no teste enquanto levávamos um soco frio, o que só provava isso. Quanto a tubos não padronizados, como paredes finas, não diremos mais nada aqui.
(5) A taxa de resfriamento da matriz de dimensionamento. A temperatura da água de resfriamento muitas vezes não chama a atenção suficiente. A função da água de resfriamento é resfriar e moldar a grande cadeia molecular esticada pelo tubo a tempo de atingir a finalidade de uso. O resfriamento lento permite que a cadeia molecular se estique por um período de tempo suficiente para facilitar a modelagem. O resfriamento rápido, a diferença de temperatura entre a temperatura da água e o branco do tubo extrudado é muito grande e o produto está sujeito a têmpera, o que não conduz à melhoria do desempenho em baixa temperatura do produto.
Pela explicação da física dos polímeros, a cadeia macromolecular do PVC sofre um processo de ondulação e alongamento sob a ação da temperatura e da força externa. Quando a temperatura e a força externa são retiradas, a cadeia macromolecular não se recupera no estado livre com o tempo e fica no estado vítreo. Arranjo desordenado e desordenado, resultando em desempenho de impacto de baixa temperatura de produtos macroscópicos.
Desde a tecnologia de processamento do plástico até explicar o tubo de PVC após a extrusão, o produto possui um processo de relaxamento de tensões após a remoção da temperatura e da força externa. Uma temperatura adequada da água de resfriamento é benéfica para este processo. Quando a temperatura da água de resfriamento é muito baixa, o estresse no produto não é eliminado, resultando na diminuição do desempenho do produto. Portanto, o resfriamento do tubo adota um método de resfriamento lento e 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 a 20 °C.
Para resfriar suavemente o parison sem resfriá-lo, o tubo de água conectado à luva de dimensionamento de resfriamento é conectado à parte traseira da moldagem, de modo que a direção do fluxo da água na luva de dimensionamento seja oposta à direção de movimento do parison e é descarregado pela frente da manga de dimensionamento. Isso não causa o resfriamento do parison e causa tensões internas excessivas devido à baixa temperatura da água, o que torna o tubo quebradiço e diminui a resistência ao impacto do perfil. Adicionar ou reduzir cargas, ao mesmo tempo que aumenta a carga, afeta diretamente sua flexibilidade. Se houver muito enchimento, o tubo será soprado a frio e não atenderá ao padrão.
Se o enchimento for muito pequeno, o tubo terá uma grande taxa de alteração dimensional. O mesmo é aumentar ou diminuir o índice de flexibilidade, sendo necessário aumentar ou diminuir o modificador de impacto ou auxiliar de processamento, e aumentar ou diminuir o auxílio de processamento afeta diretamente o índice de rigidez.
Se o auxílio de processamento for muito grande, o índice de rigidez do tubo diminuirá; se o auxílio ao processamento for muito pequeno, o índice de rigidez do perfil aumentará. Na formulação, os dois são um factor de constrangimento mútuo contraditório e unificado, mas não se pode dizer que o índice de rigidez seja aumentado. Não é razoável manter o índice de flexibilidade para aumentar o enchimento e aumentar o auxiliar de processamento sem qualquer princípio. Portanto, um ponto de combinação ideal deve ser determinado no sistema de formulação para alcançar um equilíbrio entre rigidez e flexibilidade.
Efeito do processo de extrusão na rigidez do tubo e no índice de flexibilidade
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 se decompõe e volatiliza, fazendo com que a mudança da estrutura intermolecular aumente o índice de rigidez e reduza o índice de flexibilidade. A plastificação insuficiente do material, a falta de fusão suficiente entre as moléculas dos componentes do material reduzirão o índice de rigidez e o índice de flexibilidade não será totalmente demonstrado.
O torque do parafuso e a pressão de extrusão são proporcionais à 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 máquina é iniciada, verifica-se que os perfis individuais não estão colapsados, mas verifica-se que as nervuras internas apresentam pequenas bolhas, o que é um novo problema.
