Hotové výrobky z PVC se používají v různých průmyslových odvětvích. Hodnocení a testování stabilizátorů z PVC s obsahem vápníku a zinku vyžaduje různé metody v závislosti na jejich výkonu. Obecně existují dvě hlavní metody: statická a dynamická. Statická metoda zahrnuje metodu s konžským červeným testovacím papírem, zkoušku stárnutím v peci a metodu elektromotorické síly, zatímco dynamická metoda zahrnuje zkoušku momentovým reometrem a dynamickou zkoušku dvojitým válcem.
1. Metoda s testovacím papírkem Kongo Red
Testovaný PVC se rovnoměrně smíchá s tepelným stabilizátorem v olejové lázni s obsahem glycerolu a umístí se do malé zkumavky. Materiál se mírně protřepe, aby ztuhl, a poté se umístí do olejové lázně. Teplota glycerolu v olejové lázni s PVC stabilizátorem na bázi vápníku a zinku se předem nastaví na přibližně 170 °C, takže horní povrch PVC materiálu v malé zkumavce je v úrovni horního povrchu glycerolu. Nad malou zkumavku se vloží zátka s tenkou skleněnou trubičkou, která je shora dolů průhledná. Testovací papírek s konžskou červení se sroluje a vloží pod skleněnou trubičku tak, aby spodní okraj papírku byl asi cm od horního okraje PVC materiálu. Po zahájení experimentu se zaznamená doba od umístění testovacího proužku s konžskou červení do zkumavky do doby, kdy zmodrá, což je doba tepelné stability. Základní teorie tohoto experimentu spočívá v tom, že PVC se při teplotě přibližně 170 °C rychle rozkládá, ale díky přidání tepelného stabilizátoru je jeho rozklad inhibován. Postupem času se tepelný stabilizátor spotřebuje. Po dokončení spotřeby se PVC rychle rozloží a uvolní plynný HCl. V tomto okamžiku se konžská červeň ve zkumavce zbarví v důsledku své snadné reakce s HCl. V tomto okamžiku zaznamenejte čas a na základě délky této doby posuďte účinnost tepelného stabilizátoru.
2. Statický test v peci
Připravte vysokorychlostní směsné vzorky PVC prášku a dalších pomocných látek (jako jsou maziva, modifikátory rázové houževnatosti, plniva atd.) kromě PVC-vápenato-zinkových stabilizátorů. Vezměte určité množství výše uvedeného vzorku, přidejte různé tepelné stabilizátory k PVC-vápenato-zinkovému stabilizátoru v určitém poměru, dobře promíchejte a poté přidejte do směsi s dvojitou tyčinkou.
Příprava zkušebních vzorků na míchačce se obvykle provádí bez přidání změkčovadel. Teplota dvojitého válce je nastavena na 160–180 °C a při přidání změkčovadel je teplota válce obvykle kolem 140 °C. Opakovaným stlačením dvěma tyčinkami se získá jednotný vzorek PVC, po kterém se následuje řezání, aby se získaly vzorky PVC určité velikosti obsahující různé tepelné stabilizátory. Různé zkušební vzorky PVC se umístí na pevné zařízení a poté se umístí do pece s konstantní teplotou (obvykle 180 °C). Zaznamenávejte změnu barvy zkušebních vzorků každých 10 minut nebo 15 minut, dokud nezčernají.
Prostřednictvím testů stárnutí v peci lze určit účinnost tepelných stabilizátorů na tepelnou stabilitu PVC, zejména jejich schopnost potlačit změny barvy. Obecně se předpokládá, že při zahřívání PVC prochází řadou změn barvy od světlé po tmavou, včetně bílé, žluté, hnědé, hnědé a černé. Stupeň degradace lze určit barvou PVC v průběhu určité doby.
3. Metoda elektrického potenciálu (metoda vodivosti)
Experimentální zařízení se skládá hlavně ze čtyř částí. Pravá strana je zařízení s inertním plynem, které obvykle používá dusík, ale někdy i vzduch. Rozdíl spočívá v tom, že při použití ochrany dusíkem může PVC vápenato-zinkový stabilizátor zabránit degradaci matečných řetězců PVC způsobené oxidací kyslíku ve vzduchu. Experimentální topné zařízení je obecně olejová lázeň o teplotě kolem 180 °C. Do olejové lázně je umístěna směs PVC a tepelných stabilizátorů. Když se generuje plynný HCl, vstupuje do roztoku NaOH na levé straně spolu s inertním plynem. NaOH rychle absorbuje HCl, což způsobuje změnu hodnoty pH roztoku. Zaznamenáváním změn pH metru v čase lze určit účinek různých tepelných stabilizátorů. V experimentálních výsledcích je křivka pH t získaná zpracováním rozdělena na indukční periodu a růstovou periodu a délka indukční periody se mění s účinností tepelného stabilizátoru.
4. Reometr momentu
Momentový reometr je typický malý přístroj, který simuluje skutečné zpracování PVC. Na vnější straně přístroje je uzavřená procesní skříň a teplota procesní skříňky a rychlost dvou vnitřních válců lze regulovat pomocí počítače připojeného k přístroji. Hmotnost materiálu přidaného do momentového reometru je obvykle 60-80 g, což se liší v závislosti na modelu přístroje. Experimentální kroky jsou následující: předem se připraví masterbatch obsahující různé tepelné stabilizátory a základní receptura masterbatchu obvykle obsahuje ACR kromě PVC, CPE, CaCO3, TiO, maziva atd. Momentový reometr se předem nastaví na teplotu. Jakmile dosáhne specifikované teploty a rychlost je stabilní, zvážená směs se přidá do procesní skříňky, rychle se uzavře a na připojeném počítači se zaznamenají různé parametry, což je reologická křivka. Po zpracování lze získat také různé vzhledové znaky extrudovaného materiálu, jako je bělost, zda je tvarovaný, hladkost atd. Pomocí těchto parametrů lze určit průmyslový potenciál odpovídajícího tepelného stabilizátoru. Vhodný tepelný stabilizátor by měl mít vhodný točivý moment a dobu plastifikace a produkt by měl být dobře tvarovaný s vysokou bělostí a hladkým povrchem. Momentový reometr vybudoval vhodný most mezi laboratorním výzkumem a průmyslovou velkovýrobou.
5. Dynamický test dvojitého převalování
Jako pomocná metoda pro dynamické měření účinku tepelných stabilizátorů se v nepřítomnosti reometru používají dynamické dvojité válce a v experimentu se volí dvouválcový tabletovací lis. Do něj se přidá vysokorychlostní směsný prášek a stlačí se do tvaru. Získaný vzorek se opakovaně vytlačuje. Dokud zkušební vzorek nezčerná, zaznamenává se doba, za kterou zcela zčerná, což se nazývá doba zčernání. Vliv tepelné stability různých tepelných stabilizátorů na PVC se určí porovnáním doby zčernání.
Čas zveřejnění: 20. června 2024
