Quelles sont les méthodes d'évaluation des stabilisants thermiques ?
Qu'est-ce que ces méthodes d'évaluation évaluent ?
Quelles sont les caractéristiques d'un bon stabilisateur ?

Pourquoi le PVC a-t-il besoin de stabilisateurs thermiques ?

Le plastique PVC présente un problème majeur lors de sa transformation (par exemple, lorsqu'il est chauffé et fondu) : il est sensible à la chaleur ! À haute température : 1. Il jaunit et noircit, ce qui affecte l'aspect du produit, en particulier pour les emballages transparents. 2. Il se décompose en dégageant du chlorure d'hydrogène (HCl), qui est non seulement désagréable et corrosif pour les machines et les équipements, mais qui rend également le plastique cassant et le dégrade. Les stabilisateurs thermiques s'attaquent spécifiquement à ce problème, en empêchant le PVC de jaunir et de se décomposer.

Comment savoir si un stabilisateur thermique est bon ?

Trois indicateurs clés de performance sont pris en compte :

• Stabilité initiale : Connue également sous le nom de décoloration initiale ou de stabilité de la rétention de la couleur, elle garantit que la couleur d'un même produit en PVC reste stable tout au long d'un cycle de production et que les variations de couleur entre les cycles de production restent dans des limites acceptables.
• Stabilité à long terme : Même si une défaillance de production perturbe le bon déroulement des opérations, même si le matériau PVC se décompose et se décolore, le processus de production ne nécessite pas de temps d'arrêt pour le nettoyage des moules ou des vis.
• Stabilité résiduelle : La stabilité requise pour répondre aux exigences d'utilisation du produit à la chaleur. En d'autres termes, lorsqu'un produit fini en PVC est utilisé comme spécimen d'essai, la stabilité thermique évaluée est la stabilité thermique résiduelle.

Trois méthodes courantes d'évaluation des stabilisateurs de chaleur

01. Méthode d'essai statique (essai de base, relativement simple)

Qu'est-ce qui est mesuré ? Cette méthode mesure principalement la vitesse de décoloration et le dégagement de chlorure d'hydrogène du plastique lorsqu'il est exposé à des températures élevées.

Four Méthode de changement de couleur :

• Comment faire ? Placer la feuille de PVC dans un four réglé à une température prédéterminée (typiquement 185°C).
• Ce qu'il faut observer : Notez le temps nécessaire pour que la feuille s'assombrisse sensiblement. Un temps plus long indique une meilleure résistance initiale à la décoloration (important pour les produits transparents).

Rouge Congo Méthode :

• Comment faire ? Placer de petites pastilles de PVC dans un tube à essai et placer un morceau de papier d'essai rouge Congo à l'embouchure du tube à essai. Insérer le tube à essai dans un bain d'huile à température constante de 200°C.
• Ce qu'il faut observer : Notez le temps nécessaire pour que le papier test passe du rouge au bleu. Le changement de couleur est dû au dégagement de chlorure d'hydrogène gazeux provenant de la décomposition du PVC. Un temps de rétention plus long indique une plus grande résistance à la décomposition (stabilité thermique). Il s'agit d'une méthode standard couramment utilisée pour mesurer la stabilité résiduelle.

L'industrie du câble utilise souvent cette méthode pour évaluer la stabilité thermique des matériaux d'isolation et de gaine en PVC utilisés dans les fils et les câbles, et elle sert de base principale pour l'évaluation de la température de fonctionnement des fils et des câbles.

02. Méthode d'essai dynamique (simulation du processus de production réel)

Qu'est-ce qui est mesuré ? En simulant les conditions du PVC dans une machine de transformation (telle qu'une extrudeuse ou une machine de moulage par injection), où il est simultanément soumis à des températures élevées, à l'air et à une forte agitation (cisaillement). C'est le test qui se rapproche le plus des conditions réelles de transformation et il est donc très important.

Équipement de base : Rhéomètre de couple (qui simule la température et les forces de cisaillement à l'intérieur de la machine).

Les indicateurs clés sont présentés dans le graphique :

• Temps de plastification : Temps nécessaire pour que le plastique soit complètement fondu et mélangé après avoir été ajouté. Un temps trop court ou trop long n'est pas optimal, car il peut affecter l'efficacité de la production et la qualité du produit. Idéalement, il devrait simuler une fusion complète (plastification) autour des 2/3 de la vis de l'extrudeuse.
• Couple d'équilibre : La quantité de force (énergie) nécessaire pour agiter continuellement le plastique une fois qu'il est complètement fondu et mélangé. Une valeur plus faible indique une consommation d'énergie plus faible (plus efficace sur le plan énergétique) au cours de la transformation.
• Temps de décomposition : Le temps qui s'écoule entre le moment où le plastique est complètement fondu et celui où il commence à se décomposer (la courbe s'élève brusquement). Un temps plus long indique que le plastique peut résister à des températures élevées et à l'agitation pendant la transformation, et donc qu'il a une meilleure stabilité à long terme.

03. Essai de stabilité résiduelle (pour les utilisations spéciales ou le recyclage)

Qu'est-ce qui est mesuré ? La quantité de chaleur que peut supporter un produit en plastique après sa fabrication ou pendant le retraitement de matériaux recyclés.

Méthode la plus couramment utilisée : le test du rouge Congo.

04. Résumé (Qualités d'un bon stabilisateur de chaleur)

• Forte rétention de la couleur : Bonne performance dans les tests statiques (tels que le test au four) et décoloration initiale lente.
• Longue résistance à la chaleur : Décrit un long temps de décomposition dans les tests dynamiques (rhéomètre à couple).
• Excellente aptitude au traitement : Démontre un faible couple d'équilibre (plus efficace sur le plan énergétique) et un temps de plastification approprié dans les tests dynamiques.
• Convient au recyclage : Il donne de bons résultats aux tests de stabilité résiduelle (comme le test Congo Red) et conserve une certaine stabilité thermique même après de multiples processus (comme le recyclage).

Sélectionnez un stabilisateur thermique en fonction de vos besoins

• Vous développez des produits avec des exigences élevées en matière de transparence et de blancheur ? Donner la priorité à la stabilité initiale → Effectuer un test en utilisant la méthode de changement de couleur au four.
• Vous développez des tuyaux, des profilés de portes et de fenêtres ou des produits en mousse ? Privilégier la stabilité à long terme → Effectuer des essais à l'aide d'un rhéomètre à couple (se concentrer sur le temps de décomposition).
• Vous développez des harnais de câblage automobile, des composants résistants aux températures élevées ou des produits hautement recyclables ? Donner la priorité à la stabilité résiduelle → Tester à l'aide de la méthode du rouge Congo.
• Vous développez des produits en plastique recyclé ? Priorité à la résistance aux traitements répétés → La stabilité résiduelle est un indicateur clé.