روش ارزیابی پایداری حرارتی تثبیت کننده حرارتی PVC

روش های ارزیابی تثبیت کننده های حرارتی چیست؟
این روش های ارزیابی چه چیزی را ارزیابی می کنند؟
یک تثبیت کننده خوب چه ویژگی هایی باید داشته باشد؟

چرا PVC به تثبیت کننده های حرارتی نیاز دارد؟

پلاستیک پی وی سی در حین پردازش مشکل اساسی دارد (مثلاً هنگام گرم شدن و ذوب شدن): به گرما حساس است! در دماهای بالا: 1. زرد و سیاه می شود و ظاهر محصول را تحت تأثیر قرار می دهد، به ویژه برای بسته بندی شفاف. 2. تجزیه می شود و گاز هیدروژن کلرید (HCl) را آزاد می کند که نه تنها برای ماشین آلات و تجهیزات ناخوشایند و خورنده است، بلکه پلاستیک را شکننده و تجزیه می کند. تثبیت کننده های حرارتی به طور خاص این مشکل را برطرف می کنند و از زرد شدن و تجزیه PVC جلوگیری می کنند.

چگونه می دانید که اگر یک تثبیت کننده حرارت خوب است؟

سه شاخص عملکرد کلیدی در نظر گرفته شده است:

• ثبات اولیه: همچنین به عنوان تغییر رنگ اولیه یا ثبات حفظ رنگ شناخته می شود، تضمین می کند که رنگ همان محصول PVC در تمام چرخه تولید ثابت می ماند و تغییرات رنگ بین چرخه های تولید در محدوده قابل قبول باقی می ماند.
• ثبات بلند مدت: تضمین می کند که حتی اگر خرابی تولید باعث اختلال در عملکرد صاف شود، حتی اگر مواد PVC تجزیه شده و تغییر رنگ دهند، فرآیند تولید نیازی به خرابی برای تمیز کردن قالب یا پیچ ندارد.
• پایداری باقیمانده: پایداری مورد نیاز برای برآورده کردن الزامات محصول برای استفاده در زیر گرما. به عبارت دیگر، هنگامی که یک محصول پی وی سی نهایی به عنوان یک نمونه آزمایش استفاده می شود، پایداری حرارتی ارزیابی شده، پایداری حرارتی باقیمانده است.

سه روش رایج برای ارزیابی تثبیت کننده های حرارتی

01. روش تست استاتیک (آزمون پایه، نسبتا ساده)

چه چیزی اندازه گیری می شود؟ این روش در درجه اول سرعت تغییر رنگ و آزاد شدن هیدروژن کلرید پلاستیک را در مواجهه با دمای بالا اندازه گیری می کند.

روش تغییر رنگ فر:

• چگونه: ورق پی وی سی را در فر تنظیم شده روی دمای از پیش تعیین شده (معمولاً 185 درجه سانتیگراد) قرار دهید.
• آنچه باید رعایت شود: مدت زمانی را که طول می کشد تا ورق به میزان قابل توجهی تیره شود را یادداشت کنید. زمان طولانی تر نشان دهنده مقاومت در برابر تغییر رنگ اولیه بهتر است (برای محصولات شفاف مهم است).

روش قرمز کنگو:

• چگونه: گلوله های کوچک PVC را در یک لوله آزمایش قرار دهید و یک تکه کاغذ آزمایش قرمز کنگو را در دهانه لوله آزمایش قرار دهید. لوله آزمایش را در حمام روغن با دمای ثابت 200 درجه سانتیگراد قرار دهید.
• آنچه باید رعایت شود: مدت زمانی را که طول می کشد تا کاغذ تست از قرمز به آبی تبدیل شود را یادداشت کنید. تغییر رنگ ناشی از آزاد شدن گاز هیدروژن کلرید از تجزیه PVC است. زمان ماند طولانی تر نشان دهنده مقاومت بیشتر در برابر تجزیه (پایداری حرارتی) است. این یک روش استاندارد رایج برای اندازه گیری پایداری باقیمانده است.

صنعت کابل اغلب از این روش برای ارزیابی پایداری حرارتی عایق‌های PVC و مواد روکش مورد استفاده در سیم‌ها و کابل‌ها استفاده می‌کند و به عنوان پایه اولیه درجه‌بندی دمای کارکرد سیم‌ها و کابل‌ها عمل می‌کند.

02. روش تست دینامیک (شبیه سازی فرآیند تولید واقعی)

چه چیزی اندازه گیری می شود؟ شبیه سازی شرایط PVC در یک ماشین پردازش (مانند اکسترودر یا ماشین قالب گیری تزریقی)، که در آن به طور همزمان در معرض دماهای بالا، هوا و هم زدن قوی (برشی) قرار می گیرد. این آزمایشی است که بیشترین شباهت را به شرایط پردازش واقعی دارد و بنابراین بسیار مهم است.

تجهیزات هسته: رئومتر گشتاور (که دما و نیروهای برشی داخل دستگاه را شبیه‌سازی می‌کند).

شاخص های کلیدی را می توان در نمودار مشاهده کرد:

• زمان پلاستیک سازی: مدت زمان لازم برای ذوب کامل پلاستیک و مخلوط شدن آن پس از افزودن. زمان خیلی کوتاه یا خیلی طولانی بهینه نیست، زیرا می تواند بر راندمان تولید و کیفیت محصول تأثیر بگذارد. در حالت ایده آل، باید ذوب کامل (پلاستیک شدن) را در اطراف علامت 2/3 پیچ اکسترودر شبیه سازی کند.
• گشتاور تعادلی: مقدار نیرو (انرژی) مورد نیاز برای هم زدن مداوم پلاستیک پس از ذوب و مخلوط شدن کامل. مقدار کمتر نشان‌دهنده مصرف انرژی کمتر (کارآمدتر انرژی) در طول پردازش است.
• زمان تجزیه: زمانی از زمانی که پلاستیک کاملاً ذوب می شود تا زمانی که شروع به تجزیه می کند (منحنی به طور ناگهانی بالا می رود). زمان طولانی‌تر نشان می‌دهد که پلاستیک می‌تواند دماهای بالا و هم زدن را در طول پردازش تحمل کند و در نتیجه پایداری طولانی‌مدت بهتری داشته باشد.

03. تست پایداری باقیمانده (برای مصارف خاص یا بازیافت)

چه چیزی اندازه گیری می شود؟ یک محصول پلاستیکی پس از تولید یا در حین پردازش مجدد مواد بازیافتی چقدر گرما را می تواند تحمل کند.

متداول ترین روش مورد استفاده: آزمایش قرمز کنگو.

04. خلاصه (ویژگی های یک تثبیت کننده حرارتی خوب)

• حفظ رنگ قوی: در تست های استاتیک (مانند تست فر) به خوبی عمل می کند و تغییر رنگ اولیه آهسته را نشان می دهد.
• مقاومت حرارتی طولانی: مدت زمان تجزیه طولانی را در آزمایشات دینامیکی (رئومتر گشتاور) توصیف می کند.
• پردازش پذیری عالی: گشتاور تعادل پایین (بهینه تر انرژی) و زمان پلاستیک سازی مناسب را در تست های دینامیکی نشان می دهد.
• مناسب برای بازیافت: در تست های پایداری باقیمانده (مانند آزمایش قرمز کنگو) به خوبی عمل می کند و حتی پس از چندین فرآیند (مانند بازیافت) پایداری حرارتی خاصی را حفظ می کند.

یک تثبیت کننده حرارت را بر اساس نیاز خود انتخاب کنید

• آیا در حال توسعه محصولاتی با شفافیت و سفیدی بالا هستید؟ ثبات اولیه را اولویت بندی کنید ← با استفاده از روش تغییر رنگ فر تست کنید.
• در حال توسعه لوله ها، پروفیل های در و پنجره، یا محصولات فوم؟ پایداری طولانی مدت را اولویت بندی کنید ← با استفاده از رئومتر گشتاور تست کنید (روی زمان تجزیه تمرکز کنید).
• در حال توسعه سیم کشی / ژاکت خودرو، قطعات مقاوم در برابر دمای بالا، یا محصولات با قابلیت بازیافت بالا؟ اولویت بندی پایداری باقیمانده ← آزمایش با استفاده از روش قرمز کنگو.
• تولید محصولات پلاستیکی بازیافتی؟ مقاومت پردازش مکرر را اولویت بندی کنید ← پایداری باقیمانده یک شاخص کلیدی است.