Produsele finite din PVC sunt utilizate în diferite industrii. Evaluarea și testarea stabilizatorilor calciu-zinc din PVC necesită metode diferite în funcție de performanța lor. În general, există două metode principale: statice și dinamice. Metoda statică include metoda hârtiei de testare roșu Congo, testul în cuptorul de îmbătrânire și metoda forței electromotoare, în timp ce metoda dinamică include testul cu reometru de cuplu și testul dinamic cu dublă rolă.
1. Metoda hârtiei de testare cu roșu de Congo
Folosind o baie de ulei cu glicerol încorporat, PVC-ul care urmează să fie testat este amestecat uniform cu un stabilizator termic și plasat într-o eprubetă mică. Materialul este agitat ușor pentru a-l întări, apoi plasat într-o baie de ulei. Temperatura glicerolului în baia de ulei PVC-calciu-zinc stabilizator este setată în prealabil la aproximativ 170 ℃, astfel încât suprafața superioară a materialului PVC din eprubeta mică să fie la același nivel cu suprafața superioară a glicerolului. Deasupra eprubetei mici, se introduce un dop cu un tub subțire de sticlă, iar tubul de sticlă este transparent de sus în jos. Hârtia de testare roșu Congo este rulată și introdusă sub tubul de sticlă, astfel încât marginea inferioară a hârtiei de testare roșu Congo să fie la aproximativ cm distanță de marginea superioară a materialului PVC. După începerea experimentului, se înregistrează timpul de la plasarea benzii de testare roșu Congo în eprubetă până când aceasta devine albastră, acesta fiind timpul de stabilitate termică. Teoria de bază a acestui experiment este că PVC-ul se va descompune rapid la o temperatură de aproximativ 170 ℃, dar datorită adăugării unui stabilizator termic, descompunerea sa este inhibată. Pe măsură ce timpul trece, stabilizatorul termic se va consuma. Când consumul este complet, PVC-ul se va descompune rapid și va elibera HCl gazos. În acest moment, reactivul roșu Congo din eprubetă își va schimba culoarea datorită reacției sale ușoare cu HCl. Înregistrați timpul în acest moment și evaluați eficacitatea stabilizatorului termic în funcție de durata acestuia.
2. Test static la cuptor
Preparați probe amestecate la viteză mare de pulbere de PVC și alți agenți auxiliari de procesare (cum ar fi lubrifianți, modificatori de impact, materiale de umplutură etc.) pe lângă stabilizatorii de calciu-zinc pentru PVC. Luați o anumită cantitate din proba de mai sus, adăugați diferiți stabilizatori termici la stabilizatorul de calciu-zinc pentru PVC într-o anumită proporție, amestecați bine și apoi adăugați la amestecul dublu de tip stick.
Pregătirea probelor pe mixer se efectuează în general fără adăugarea de plastifianți. Temperatura la rola dublă este setată la 160-180 ℃, iar la adăugarea de plastifianți, temperatura rolei este în general în jur de 140 ℃. Prin presarea repetată cu două bețe, se obține o probă uniformă de PVC, urmată de tăiere pentru a obține probe de PVC de o anumită dimensiune care conțin diferiți stabilizatori termici. Se așează diferite probe din PVC pe un dispozitiv fix și apoi se introduc într-un cuptor cu temperatură constantă (de obicei 180 ℃). Se înregistrează schimbarea culorii probelor la fiecare 10 minute sau 15 minute până când acestea se înnegresc.
Prin teste de îmbătrânire în cuptor, se poate determina eficacitatea stabilizatorilor termici asupra stabilității termice a PVC-ului, în special capacitatea lor de a suprima schimbările de culoare. În general, se crede că atunci când PVC-ul este încălzit, culoarea va suferi o serie de schimbări de la deschis la închis, inclusiv alb, galben, maro, maro, negru. Situația de degradare poate fi determinată de culoarea PVC-ului pe o anumită perioadă de timp.
3. Metoda potențialului electric (metoda conductivității)
Dispozitivul experimental este alcătuit în principal din patru părți. Partea dreaptă este un dispozitiv cu gaz inert, care utilizează în general azot, dar uneori și aer. Diferența constă în faptul că, atunci când se utilizează protecția cu azot, stabilizatorul PVC-calciu-zinc poate evita degradarea lanțurilor mamă din PVC cauzată de oxidarea oxigenului din aer. Dispozitivul de încălzire experimental este, în general, o baie de ulei la aproximativ 180 ℃. Un amestec de PVC și stabilizatori termici este plasat în interiorul băii de ulei. Când se generează HCl gazos, acesta va intra în soluția de NaOH pe partea stângă împreună cu gazul inert. NaOH absoarbe rapid HCl, determinând modificarea valorii pH-ului soluției. Prin înregistrarea modificărilor pH-metrului în timp, se poate determina efectul diferiților stabilizatori termici. În rezultatele experimentale, curba pH-t obținută prin procesare este împărțită într-o perioadă de inducție și o perioadă de creștere, iar lungimea perioadei de inducție variază în funcție de eficacitatea stabilizatorului termic.
4. Reometru de cuplu
Reometrul de cuplu este un instrument tipic la scară mică care simulează procesarea reală a PVC-ului. Există o cutie de procesare închisă pe exteriorul instrumentului, iar temperatura cutiei de procesare și viteza celor două role interne pot fi controlate prin intermediul unui computer conectat la instrument. Masa de material adăugată în reometrul de cuplu este în general de 60-80 g, care variază în funcție de diferitele modele de instrument. Etapele experimentale sunt următoarele: se prepară în prealabil un masterbatch care conține diferiți stabilizatori termici, iar formula de bază a masterbatch-ului include în general ACR pe lângă PVC, CPE, CaCO3, TiO, lubrifianți etc. Reometrul de cuplu este setat în prealabil la temperatură. Când atinge temperatura specificată și viteza este stabilă, amestecul cântărit este adăugat în cutia de procesare, se închide rapid și se înregistrează diverși parametri pe computerul conectat, adică curba reologică. După procesare, se pot obține și diferite caracteristici de aspect ale materialului extrudat, cum ar fi albul, formarea, netezimea etc. Prin utilizarea acestor parametri, se poate determina potențialul industrial al stabilizatorului termic corespunzător. Un stabilizator termic adecvat ar trebui să aibă un cuplu și un timp de plastificare adecvate, iar produsul ar trebui să fie bine format, cu un grad ridicat de alb și o suprafață netedă. Reometrul de cuplu a construit o punte convenabilă între cercetarea de laborator și producția industrială la scară largă.
5. Test dinamic de dublă rostogolire
Ca metodă auxiliară pentru măsurarea dinamică a efectului stabilizatorilor termici, se utilizează role duble dinamice în absența unui reometru, iar în experiment se selectează un instrument de presare a tabletelor cu role duble. Se adaugă pulbere amestecată de mare viteză în aceasta și se presează pentru a da formă. Se extrudează în mod repetat proba obținută. Până când epruveta devine neagră, se înregistrează timpul necesar pentru ca aceasta să se înnegrească complet, ceea ce se numește timp de înnegrire. Pentru a determina efectul stabilității termice a diferiților stabilizatori termici asupra PVC-ului, se compară durata de înnegrire.
Data publicării: 20 iunie 2024
