Quali sono i metodi di valutazione degli stabilizzatori termici?
Cosa valutano questi metodi di valutazione?
Quali caratteristiche deve avere un buon stabilizzatore?

Perché il PVC ha bisogno di stabilizzatori termici?

La plastica PVC presenta un problema importante durante la lavorazione (ad esempio, quando viene riscaldata e fusa): è sensibile al calore! Ad alte temperature: 1. Diventa giallo e nero, compromettendo l'aspetto del prodotto, soprattutto per gli imballaggi trasparenti. 2. Si decompone rilasciando cloruro di idrogeno gassoso (HCl), che non solo è sgradevole e corrosivo per macchinari e attrezzature, ma rende anche la plastica fragile e si degrada. Gli stabilizzatori termici affrontano specificamente questo problema, impedendo al PVC di ingiallire e decomporsi.

Come si fa a sapere se uno stabilizzatore termico è buono?

Vengono presi in considerazione tre indicatori di prestazione chiave:

• Stabilità iniziale: Conosciuta anche come decolorazione iniziale o stabilità di ritenzione del colore, garantisce che il colore dello stesso prodotto in PVC rimanga stabile per tutto il ciclo di produzione e che le variazioni di colore tra i cicli di produzione rimangano entro limiti accettabili.
• Stabilità a lungo termine: Garantisce che, anche se un guasto alla produzione interrompe il funzionamento regolare, anche se il materiale in PVC si decompone e scolorisce, il processo di produzione non richieda tempi di inattività per la pulizia degli stampi o delle viti.
• Stabilità residua: La stabilità necessaria per soddisfare i requisiti del prodotto per l'utilizzo a caldo. In altre parole, quando un prodotto finito in PVC viene utilizzato come campione di prova, la stabilità termica valutata è la stabilità termica residua.

Tre metodi comuni per valutare gli stabilizzatori termici

01. Metodo di prova statico (prova di base, relativamente semplice)

Cosa si misura? Questo metodo misura principalmente la velocità di decolorazione e il rilascio di cloruro di idrogeno della plastica quando viene esposta a temperature elevate.

Metodo di cambio colore al forno:

• Come fare: Posizionare il foglio di PVC in un forno impostato a una temperatura predeterminata (in genere 185°C).
• Cosa osservare: Registrare il tempo necessario affinché il foglio si scurisca sensibilmente. Un tempo più lungo indica una migliore resistenza iniziale allo scolorimento (importante per i prodotti trasparenti).

Rosso Congo Metodo:

• Come fare: Mettere piccoli pellet di PVC in una provetta e posizionare un pezzo di carta Congo Red all'imboccatura della provetta. Inserire la provetta in un bagno d'olio a temperatura costante a 200°C.
• Cosa osservare: Registrare il tempo necessario affinché il foglio di prova passi dal rosso al blu. Il cambiamento di colore è causato dal rilascio di cloruro di idrogeno gassoso dalla decomposizione del PVC. Un tempo di ritenzione più lungo indica una maggiore resistenza alla decomposizione (stabilità termica). Si tratta di un metodo standard comunemente utilizzato per misurare la stabilità residua.

L'industria dei cavi utilizza spesso questo metodo per valutare la stabilità termica dei materiali isolanti e delle guaine in PVC utilizzati nei fili e nei cavi e serve come base principale per la classificazione della temperatura di esercizio di fili e cavi.

02. Metodo di test dinamico (simulazione del processo di produzione reale)

Cosa viene misurato? Simulando le condizioni del PVC in una macchina di lavorazione (come un estrusore o una macchina per lo stampaggio a iniezione), dove è sottoposto contemporaneamente a temperature elevate, aria e forte agitazione (taglio). Questo è il test che più si avvicina alle reali condizioni di lavorazione ed è quindi molto importante.

Attrezzatura di base: Reometro a coppia (che simula la temperatura e le forze di taglio all'interno della macchina).

Gli indicatori chiave sono riportati nel grafico:

• Tempo di plastificazione: Il tempo necessario affinché la plastica sia completamente fusa e mescolata dopo l'aggiunta. Un tempo troppo breve o troppo lungo non è ottimale, in quanto può influire sull'efficienza produttiva e sulla qualità del prodotto. Idealmente, dovrebbe simulare la fusione completa (plastificazione) intorno alla tacca 2/3 della vite dell'estrusore.
• Coppia di bilanciamento: La quantità di forza (energia) necessaria per agitare continuamente la plastica dopo che è stata completamente fusa e mescolata. Un valore inferiore indica un minor consumo di energia (maggiore efficienza energetica) durante la lavorazione.
• Tempo di decomposizione: Il tempo che intercorre tra il momento in cui la plastica è completamente fusa e quello in cui inizia a decomporsi (la curva sale improvvisamente). Un tempo più lungo indica che la plastica è in grado di resistere alle alte temperature e all'agitazione durante la lavorazione, e quindi una migliore stabilità a lungo termine.

03. Test di stabilità residua (per usi speciali o riciclaggio)

Cosa si misura? Quanto calore può sopportare un prodotto in plastica dopo la sua fabbricazione o durante il ritrattamento di materiali riciclati.

Il metodo più comunemente utilizzato: Test del rosso Congo.

04. Sintesi (Qualità di un buon stabilizzatore termico)

• Forte ritenzione del colore: Si comporta bene nei test statici (come il test del forno) e presenta un lento scolorimento iniziale.
• Lunga resistenza al calore: Descrive un lungo tempo di decomposizione nei test dinamici (reometro a coppia).
• Eccellente lavorabilità: Dimostra una bassa coppia di equilibrio (più efficiente dal punto di vista energetico) e un tempo di plastificazione adeguato nei test dinamici.
• Adatto al riciclaggio: Presenta buone prestazioni nei test di stabilità residua (come il test Rosso Congo) e mantiene una certa stabilità termica anche dopo molteplici processi (come il riciclaggio).

Scegliere uno stabilizzatore termico in base alle proprie esigenze

• Sviluppare prodotti con elevati requisiti di trasparenza e bianchezza? Privilegiare la stabilità iniziale → Testare con il metodo del cambiamento di colore in forno.
• Sviluppare tubi, profili di porte e finestre o prodotti in schiuma? Privilegiare la stabilità a lungo termine → Testare con un reometro a coppia (concentrarsi sul tempo di decomposizione).
• State sviluppando cablaggi/camicie per autoveicoli, componenti resistenti alle alte temperature o prodotti ad alta riciclabilità? Privilegiare la stabilità residua → Testare con il metodo del rosso Congo.
• Sviluppare prodotti in plastica riciclata? Privilegiare la resistenza ai trattamenti ripetuti → La stabilità residua è un indicatore chiave.