Produkty gotowe z PVC są wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu. Ocena i testowanie stabilizatorów wapniowo-cynkowych z PVC wymaga różnych metod, w zależności od ich skuteczności. Zasadniczo istnieją dwie główne metody: statyczna i dynamiczna. Metoda statyczna obejmuje metodę papieru testowego z czerwienią Kongo, test w piecu starzeniowym oraz metodę siły elektromotorycznej, natomiast metoda dynamiczna obejmuje test reometru momentu obrotowego oraz dynamiczny test podwójnego wałka.
1. Metoda papieru testowego z czerwienią Kongo
Używając łaźni olejowej z wbudowanym glicerolem, badany PVC jest równomiernie mieszany ze stabilizatorem cieplnym i umieszczany w małej probówce. Materiał jest lekko wstrząsany, aby go stwardniał, a następnie umieszczany w łaźni olejowej. Temperaturę glicerolu w łaźni olejowej z cynkowo-wapniowym stabilizatorem PVC ustawia się z wyprzedzeniem na około 170°C, tak aby górna powierzchnia materiału PVC w małej probówce była na poziomie górnej powierzchni glicerolu. Nad małą probówką umieszcza się korek z cienką szklaną rurką, która jest przezroczysta od góry do dołu. Czerwony papierek testowy Kongo jest zwijany i umieszczany pod szklaną probówką, tak aby dolna krawędź czerwonego papieru testowego Kongo znajdowała się około cm od górnej krawędzi materiału PVC. Po rozpoczęciu eksperymentu zanotuj czas od momentu umieszczenia paska testowego Kongo w probówce do momentu, gdy zmieni on kolor na niebieski, co jest czasem stabilności termicznej. Podstawowa teoria tego eksperymentu opiera się na założeniu, że PVC ulega szybkiemu rozkładowi w temperaturze około 170°C, ale dodatek stabilizatora termicznego hamuje ten proces. Z upływem czasu stabilizator termiczny ulega zużyciu. Po jego całkowitym zużyciu PVC ulega szybkiemu rozkładowi i uwalnia HCl. W tym momencie czerwień Kongo w probówce zmienia kolor ze względu na łatwą reakcję z HCl. Zanotuj czas i oceń skuteczność stabilizatora termicznego na podstawie czasu reakcji.
2. Test pieca statycznego
Przygotuj szybko mieszaną próbkę proszku PVC i innych środków pomocniczych (takich jak smary, modyfikatory udarności, wypełniacze itp.) oraz stabilizatorów cynkowo-wapniowych PVC. Weź określoną ilość powyższej próbki, dodaj różne stabilizatory termiczne do stabilizatora cynkowo-wapniowego PVC w odpowiedniej proporcji, dobrze wymieszaj, a następnie dodaj do mieszanki o podwójnym sztyfcie.
Przygotowanie próbek do badań w mieszalniku odbywa się zazwyczaj bez dodatku plastyfikatorów. Temperaturę podwójnego walca ustawiono na 160-180°C, a po dodaniu plastyfikatorów, temperatura walca wynosi zazwyczaj około 140°C. Poprzez wielokrotne dociskanie dwoma pałeczkami uzyskuje się jednorodną próbkę PVC, a następnie tnie się ją w celu uzyskania próbek PVC o określonej wielkości, zawierających różne stabilizatory termiczne. Umieszcza się różne próbki PVC na nieruchomym urządzeniu, a następnie umieszcza w piecu o stałej temperaturze (zwykle 180°C). Rejestruje się zmianę koloru próbek co 10 lub 15 minut, aż staną się czarne.
Poprzez testy starzenia w piecu można określić skuteczność stabilizatorów termicznych w zakresie stabilności termicznej PVC, a zwłaszcza ich zdolność do hamowania zmian koloru. Powszechnie uważa się, że po podgrzaniu PVC kolor ulega serii zmian z jasnego na ciemny, w tym z białego na żółty, brązowy, czarny. Stopień degradacji można określić na podstawie koloru PVC w określonym czasie.
3. Metoda potencjału elektrycznego (metoda przewodnictwa)
Urządzenie doświadczalne składa się głównie z czterech części. Prawa strona to urządzenie z gazem obojętnym, które zazwyczaj wykorzystuje azot, ale czasami również powietrze. Różnica polega na tym, że w przypadku zastosowania ochrony azotowej, stabilizator PVC wapniowo-cynkowy może zapobiec degradacji łańcuchów macierzystych PVC spowodowanej utlenianiem tlenu w powietrzu. Urządzeniem do podgrzewania eksperymentalnego jest zazwyczaj łaźnia olejowa o temperaturze około 180°C. Wewnątrz łaźni olejowej umieszczana jest mieszanina PVC i stabilizatorów cieplnych. Gdy wytwarzany jest gaz HCl, przedostaje się on do roztworu NaOH po lewej stronie wraz z gazem obojętnym. NaOH szybko absorbuje HCl, powodując zmianę wartości pH roztworu. Rejestrując zmiany pH-metru w czasie, można określić wpływ różnych stabilizatorów cieplnych. W wynikach eksperymentalnych krzywa pH t uzyskana w wyniku przetwarzania jest podzielona na okres indukcji i okres wzrostu, a długość okresu indukcji zmienia się w zależności od skuteczności stabilizatora cieplnego.
4. Reometr momentu obrotowego
Reometr momentu obrotowego to typowy przyrząd małej skali, który symuluje rzeczywistą obróbkę PVC. Na zewnątrz przyrządu znajduje się zamknięta komora przetwarzania, a temperaturę komory przetwarzania i prędkość dwóch wewnętrznych rolek można kontrolować za pomocą komputera podłączonego do przyrządu. Masa materiału dodana do reometru momentu obrotowego wynosi zazwyczaj 60-80 g, co różni się w zależności od modelu przyrządu. Kroki eksperymentalne są następujące: przygotowanie koncentratu zawierającego różne stabilizatory cieplne z wyprzedzeniem, a podstawowa formuła koncentratu zazwyczaj zawiera ACR oprócz PVC CPE, CaCO3, TiO, środków smarnych itp. Reometr momentu obrotowego jest wstępnie nastawiony na temperaturę. Po osiągnięciu określonej temperatury i ustabilizowaniu się prędkości, odważona mieszanina jest dodawana do komory przetwarzania, szybko zamykana, a różne parametry są rejestrowane na podłączonym komputerze, co stanowi krzywą reologiczną. Po przetworzeniu można uzyskać różne cechy wyglądu wytłaczanego materiału, takie jak biel, stopień formowania, gładkość itp. Wykorzystując te parametry, można określić potencjał przemysłowy odpowiedniego stabilizatora termicznego. Odpowiedni stabilizator termiczny powinien charakteryzować się odpowiednim momentem obrotowym i czasem uplastycznienia, a produkt powinien być dobrze uformowany, o wysokiej białości i gładkiej powierzchni. Reometr momentu obrotowego stanowi wygodne połączenie między badaniami laboratoryjnymi a przemysłową produkcją na dużą skalę.
5. Dynamiczny test podwójnego przechyłu
Jako metodę pomocniczą do dynamicznego pomiaru wpływu stabilizatorów termicznych, w przypadku braku reometru, stosuje się dynamiczne podwójne rolki, a w eksperymencie wybiera się urządzenie do prasowania tabletek z podwójnymi rolkami. Dodaj do niego mieszankę proszku o dużej prędkości i dociśnij ją do odpowiedniego kształtu. Wielokrotnie wytłocz uzyskaną próbkę. Do momentu, aż próbka stanie się czarna, zanotuj czas potrzebny do jej całkowitego zaczernienia, nazywany czasem czernienia. Aby określić wpływ różnych stabilizatorów termicznych na stabilność termiczną PVC, należy porównać czas czernienia.
Czas publikacji: 20-06-2024
