تجزیه و تحلیل جامع عامل سخت کننده پی وی سی سنتی: پلی اتیلن کلر (CPE)

پلی اتیلن کلردار (CPE) به عنوان یک عامل سخت‌کننده پی وی سی سنتی و پرکاربرد، به دلیل ویژگی‌های عملکردی منحصربه‌فرد، جایگاه مهمی در زمینه پردازش PVC دارد.

I. ویژگی های ساختاری CPE

CPE نوعی ماده پلیمری است که از کلرزنی پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) به دست می آید. محتوای کلر، که به طور کلی از 30٪ تا 40٪ متغیر است، یک عامل کلیدی است که بر خواص CPE تأثیر می گذارد.

II. اصل سخت شدن CPE برای PVC

الف. الاستیسیته لاستیک و جذب انرژی

CPE دارای لاستیک است - مانند کشش. هنگامی که به PVC اضافه می شود، یک فاز پراکنده در ماتریس PVC تشکیل می دهد. هنگامی که در معرض ضربه خارجی قرار می گیرد، ناحیه فاز لاستیکی CPE می تواند دچار تغییر شکل الاستیک شده و مقدار زیادی انرژی را جذب کند. در عین حال، ذرات فاز لاستیکی می توانند به عنوان نقاط تنش- غلظت عمل کنند و باعث ایجاد رگه های نقره ای و نوارهای برشی در ماتریس PVC اطراف شوند. ایجاد و تعامل رگه های نقره و نوارهای برشی انرژی مصرف می کند و از انتشار سریع ترک ها جلوگیری می کند و در نتیجه چقرمگی PVC را بهبود می بخشد.

ب. سازگاری و تعامل رابط

CPE دارای درجه مشخصی از سازگاری با PVC است که باعث ایجاد پیوند سطحی خوب بین آنها می شود. این نیروی پیوند سطحی به انتقال موثر تنش بین فاز لاستیکی CPE و ماتریس PVC کمک می‌کند و به اثر سفت‌کننده بازی کامل می‌دهد. یک تعامل بین سطحی مناسب نه تنها پراکندگی یکنواخت CPE را در PVC تضمین می کند، بلکه این دو را قادر می سازد تا به طور مشترک در برابر نیروهای خارجی مقاومت کنند و عملکرد کلی ماده را افزایش دهند.

III. سناریوهای کاربرد CPE در محصولات PVC

الف. پروفیل درب و پنجره

این یکی از پرکاربردترین زمینه های پی وی سی سخت شده CPE است. اثر سخت کنندگی CPE باعث می شود که پروفیل ها در اثر ضربه خارجی کمتر شکسته شوند و ایمنی و دوام درها و پنجره ها را بهبود بخشد. همچنین ثبات رنگ و عملکرد را حفظ می کند و کمتر در معرض مشکلاتی مانند پیری و محو شدن است.

ب. اتصالات لوله

در تولید اتصالات لوله پی وی سی معمولا از CPE در تولید لوله های زهکشی، روکش سیم و کابل و ... استفاده می شود.برای لوله های زهکشی لوله ها باید دارای درجه خاصی از چقرمگی باشند تا با محیط های مختلف نصب سازگار شوند و در برابر ضربه های احتمالی خارجی مقاومت کنند. در غلاف های سیم و کابل، CPE نه تنها یک اثر سفت کننده ایجاد می کند، بلکه عملکرد بازدارنده شعله لوله ها را افزایش می دهد و استفاده ایمن از سیم و کابل را تضمین می کند.

ج. سنگ – ورق های پلاستیک

سنگ – ورق های پلاستیکی اغلب در زمینه هایی مانند دکوراسیون ساختمان و تولید تبلیغات استفاده می شود. آنها نیازمند سختی و استحکام بالایی هستند، اما برای جلوگیری از شکنندگی و ترک خوردگی باید درجه خاصی از چقرمگی را نیز داشته باشند. پس از افزودن مقدار مناسب عامل سفت کننده CPE، مقاومت ضربه ای ورق های سنگ – پلاستیک به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

IV. محدودیت های عامل سفت کننده CPE در تولید PVC

A. هزینه بالا

برای دستیابی به یک اثر سفت کننده ایده آل، ممکن است به مقدار نسبتاً زیادی اضافه شود که هزینه کلی مواد خام را افزایش می دهد.

ب. کاهش استحکام کششی

استحکام CPE خود کمتر از PVC است. پس از افزودن، استحکام ماتریس PVC را رقیق می کند و در نتیجه استحکام کششی را کاهش می دهد. در محصولات PVC با نیازهای بالا برای استحکام کششی، مانند اجزای سازه ای ساختمان و لوله های باربر صنعتی، افزودن بیش از حد CPE باعث می شود محصولات مقاومت در برابر تنش کششی را دشوار کرده و در حین استفاده مستعد شکستگی شوند.

ج. مشکل پیری

CPE مستعد پیری است. در دماهای بالا، زنجیره مولکولی CPE تحلیل می‌رود و اثر سخت‌کنندگی را ضعیف می‌کند. تحت تابش اشعه ماوراء بنفش، CPE تحت یک واکنش اکسیداسیون عکس قرار می گیرد که باعث تغییر رنگ، پودر و ترک خوردگی سطح محصولات PVC می شود و باعث کاهش چقرمگی و خواص مکانیکی می شود. به عنوان مثال، بیلبوردهای PVC در فضای باز، به دلیل قرار گرفتن در معرض نور خورشید، پیری CPE آنها را شکننده و مستعد ترک خوردن می کند.

د. از دست دادن اثر سفت شدن در دماهای پایین

دمای انتقال شیشه ای CPE - 25 درجه سانتیگراد است و در دماهای پایین اثر سختی خود را از دست می دهد.

E. الزامات سختگیرانه دما برای پردازش

پردازش CPE الزامات دمایی سختی دارد. اگر دما خیلی بالا باشد، CPE تجزیه می‌شود و گاز هیدروژن کلرید آزاد می‌شود که باعث خوردگی تجهیزات و عملکرد محصول می‌شود. اگر دما خیلی پایین باشد، سازگاری بین CPE و PVC ضعیف است، که منجر به پراکندگی ناهموار و نقص محصول مانند سطوح ناهموار و ساختارهای داخلی ناهموار می شود.