Каковы методы оценки термостабилизаторов?
Что оценивают эти методы оценки?
Какими характеристиками должен обладать хороший стабилизатор?

Зачем ПВХ нужны термостабилизаторы?

При обработке (например, при нагревании и плавлении) у ПВХ-пластика есть серьезная проблема: он термочувствителен! При высоких температурах: 1. Он желтеет и чернеет, ухудшая внешний вид продукта, особенно для прозрачной упаковки. 2. Разлагается с выделением хлористого водорода (HCl), который не только неприятен и разъедает машины и оборудование, но и делает пластик хрупким и разрушающимся. Термостабилизаторы специально решают эту проблему, предотвращая пожелтение и разложение ПВХ.

Как узнать, хорош ли термостабилизатор?

Рассматриваются три ключевых показателя эффективности:

• Первоначальная стабильность: Также известная как начальное обесцвечивание или стабильность сохранения цвета, гарантирует, что цвет одного и того же изделия из ПВХ остается стабильным на протяжении всего производственного цикла, а колебания цвета между производственными циклами остаются в допустимых пределах.
• Долгосрочная стабильность: Даже если производственный сбой нарушит бесперебойную работу, даже если ПВХ-материал разложится и обесцветится, производственный процесс не потребует простоя для очистки пресс-формы или шнека.
• Остаточная стабильность: Стабильность, необходимая для удовлетворения требований к использованию продукта при нагревании. Другими словами, когда готовое изделие из ПВХ используется в качестве образца для испытаний, оценивается остаточная термическая стабильность.

Три распространенных метода оценки термостабилизаторов

01. Метод статического испытания (базовое испытание, относительно простое)

Что измеряется? Этот метод в первую очередь измеряет скорость обесцвечивания и выделения хлористого водорода из пластика при воздействии повышенных температур.

Духовка Метод изменения цвета:

• Как: Поместите лист ПВХ в духовку, настроенную на заданную температуру (обычно 185°C).
• Что нужно наблюдать: Засеките время, за которое лист заметно потемнеет. Более длительное время свидетельствует о лучшей устойчивости к первоначальному обесцвечиванию (важно для прозрачных продуктов).

Конго красный Метод:

• Как: Поместите маленькие гранулы ПВХ в пробирку и поместите кусочек тестовой бумаги Congo Red в горлышко пробирки. Поместите пробирку в масляную баню с постоянной температурой 200°C.
• Что нужно наблюдать: Засеките время, за которое тестовая бумага превратится из красной в синюю. Изменение цвета вызвано выделением газообразного хлористого водорода при разложении ПВХ. Более длительное время удержания указывает на большую устойчивость к разложению (термическую стабильность). Это широко используемый стандартный метод измерения остаточной стабильности.

В кабельной промышленности этот метод часто используется для оценки термостойкости ПВХ-изоляции и оболочек, используемых в проводах и кабелях, и служит основной базой для определения номинальной рабочей температуры проводов и кабелей.

02. Метод динамического тестирования (имитация реального производственного процесса)

Что измеряется? Имитация условий переработки ПВХ в перерабатывающей машине (например, в экструдере или термопластавтомате), где он одновременно подвергается воздействию высоких температур, воздуха и сильного перемешивания (сдвига). Это испытание наиболее близко напоминает реальные условия переработки и поэтому очень важно.

Основное оборудование: Реометр с крутящим моментом (имитирует температуру и силы сдвига внутри машины).

Ключевые показатели можно увидеть на графике:

• Время пластификации: Время, необходимое для полного расплавления и смешивания пластика после его добавления. Слишком короткое или слишком длинное время не является оптимальным, так как может повлиять на эффективность производства и качество продукции. В идеале оно должно имитировать полное расплавление (пластификацию) примерно на отметке 2/3 шнека экструдера.
• Момент равновесия: Количество силы (энергии), необходимое для непрерывного перемешивания пластика после его полного расплавления и смешивания. Более низкое значение указывает на меньшее потребление энергии (более энергоэффективное) во время обработки.
• Время разложения: Время от момента полного расплавления пластика до момента начала его разложения (кривая внезапно поднимается вверх). Более длительное время указывает на то, что пластик может выдерживать высокие температуры и перемешивание во время обработки, а значит, обладает лучшей долгосрочной стабильностью.

03. Испытание на остаточную стабильность (для специальных видов использования или переработки)

Что измеряется? Сколько тепла может выдержать пластиковое изделие после его изготовления или при переработке вторичного сырья.

Наиболее часто используемый метод: Тест с красным конго.

04. Резюме (качества хорошего термостабилизатора)

• Стойкое сохранение цвета: Хорошо выдерживает статические испытания (например, испытание в печи) и демонстрирует медленное начальное обесцвечивание.
• Длительная термостойкость: Характеризуется длительным временем разложения при динамических испытаниях (реометр с крутящим моментом).
• Отличная технологичность: Демонстрирует низкий равновесный крутящий момент (более энергоэффективный) и соответствующее время пластификации в динамических тестах.
• Подходит для вторичной переработки: Хорошо выдерживает испытания на остаточную стабильность (например, тест Congo Red) и сохраняет определенную термическую стабильность даже после многократных процессов (например, переработки).

Выберите термостабилизатор в соответствии с вашими потребностями

• Разрабатываете продукты с высокими требованиями к прозрачности и белизне? Приоритет - начальная стабильность → Испытание методом изменения цвета в печи.
• Разрабатываете трубы, дверные и оконные профили или изделия из пенопласта? Приоритет - долгосрочная стабильность → Проведите испытания с помощью реометра с крутящим моментом (обратите внимание на время распада).
• Разрабатываете жгуты/корзины для автомобильной проводки, компоненты, устойчивые к высоким температурам, или продукты с высокой степенью вторичной переработки? Приоритет - остаточная стабильность → Проведите испытания методом красного Конго.
• Разрабатываете изделия из переработанного пластика? Приоритет - устойчивость к многократной переработке → Остаточная стабильность - ключевой показатель.