Полиэфирные гомополимерные упрочнители в ПВХ-трубах и изделиях с высоким содержанием наполнителя: баланс между прочностью, жесткостью и стоимостью рецептуры

Основной инженерный механизм и обзор рецептуры

В изделия из жесткого ПВХ производителей таких материалов, как дренажные трубы, электропроводки, профили, напольные покрытия SPC/WPC и пенопласт, сталкиваются с одной и той же проблемой: контролировать стоимость рецептуры без ущерба для стабильности экструзии или механических характеристик.

Распространенный подход заключается в сокращении затрат за счет снижения дозировки или цены одной добавки. На практике наиболее эффективными маршрутами обычно являются:

1. Увеличение содержания наполнителей, таких как карбонат кальция, без потери ударной вязкости, кольцевой жесткости или качества поверхности;
2. Увеличение скорости экструзии и эффективности производства, а также увеличение времени непрерывной работы;
3. Упрощение перекрывающихся модификаторов в рецептуре для уменьшения количества сырья и этапов взвешивания.

Все три пути зависят от одного ключевого материала: упрочнителя. В этой статье, начиная с реальных проблем, связанных с рецептурами ПВХ, объясняется, как полиэфирный гомополимер упрочнители балансируют прочность и жесткость, а также то, как их можно адаптировать к различным системам.

Почему составы с высоким содержанием наполнителей становятся труднее использовать

Когда содержание карбоната кальция продолжает расти, традиционная система «CPE + несколько смазочных материалов» обычно сталкивается с тремя узкими местами:

1. Повышение вязкости расплава и теплоты сдвига при трении. Высокая загрузка наполнителя увеличивает трение между частицами в шнеке и цилиндре, повышая крутящий момент, давление расплава и локальное тепло сдвига. Это расходует запас термической устойчивости стабилизатора и повышает вероятность пожелтения и подгорания.

2. Увеличение CPE для компенсации хрупкости за счет жесткости. По мере увеличения количества наполнителя продукты становятся более хрупкими, и переработчики часто добавляют больше CPE, чтобы компенсировать это. Но CPE – это низкомодульный эластомер. Чем больше используется, тем мягче становится матрица, что может снизить жесткость кольца, прочность на разрыв и температуру размягчения по Вика.

3. Сложные рецептуры и трудноконтролируемые вариации партий. Чтобы сбалансировать пластичность, разделяемость и ударную вязкость, в рецептуры часто добавляют несколько модификаторов и смазок. Чем больше компонентов, тем выше риск ошибок взвешивания и изменения партии, а также тем больше вводится низкомолекулярных летучих веществ, что может привести к налипанию матрицы.

Для совместного решения этих проблем необходимо модернизировать саму закалку, чтобы она повысила прочность без ущерба для жесткости.

Компромисс традиционных ужесточающих средств

ХПЭ (хлорированный полиэтилен) CPE поглощает энергию удара благодаря эластомерной структуре «морской остров» и хорошо работает при комнатной температуре. Однако его эластичная фаза неизбежно снижает модуль упругости при изгибе, прочность на разрыв и прочность сварных швов, а ударные характеристики при низких температурах ограничиваются температурой стеклования.

MBS, ACR и подобные модификаторы Эти модификаторы обеспечивают хорошую пластификацию и эффективность повышения ударной прочности, но стоимость рецептуры обычно выше. MBS содержит двойные связи бутадиена, поэтому при использовании на открытом воздухе необходимо уделять внимание устойчивости к атмосферным воздействиям.

Короче говоря, традиционные упрочнители часто означают, что более высокая прочность достигается за счет жесткости или стоимости.

Полиэфирные гомополимерные упрочнители: прочность и жесткость вместе

Полиэфирный гомополимер представляет собой функциональный полимерный упрочнитель для ПВХ и ХПВХ. Он разработан для повышения прочности при сохранении или даже улучшении жесткости и может служить полной или частичной альтернативой традиционным упрочнителям, таким как CPE и MBS.

Его эффект проявляется тремя основными способами:

1. Межфазное армирование Гомополимер полиэфира имеет хорошее сродство как с цепями ПВХ, так и с поверхностями карбоната кальция. Вместо того, чтобы образовывать мягкие эластичные карманы в матрице, он образует переплетенную сеть с цепями ПВХ и соединяет поверхность раздела между ПВХ и наполнителем, улучшая сцепление наполнителя с матрицей.

2. Сбалансированная прочность и жесткость. Улучшая ударные характеристики, в том числе при низких температурах, он помогает поддерживать кольцевую жесткость, модуль упругости при изгибе и температуру размягчения по Вика, избегая эффекта «более жесткого, но более мягкого» эффекта обычного упрочнения эластомера.

3. Место для более высокой загрузки наполнителя. Когда охрупчивание и потеря жесткости, вызванные наполнителем, уменьшены, у состава появляется возможность увеличить содержание карбоната кальция в трубах, трубопроводах и профилях, сохраняя при этом требования к ударным нагрузкам и сплющиванию.

Кроме того, полиэфирный гомополимер положительно влияет на текучесть расплава и термическую стабильность, помогая поддерживать стабильность окна обработки.

Почему индивидуализация имеет значение

Различные изделия из ПВХ предъявляют разные требования к упрочнителю. Трубы, трубы с высоким содержанием наполнителя, профили, кабелепроводы и пенопластовые плиты имеют свои собственные приоритеты, и даже один и тот же тип продукции различается на разных заводах из-за различий в типе наполнителя и загрузке, системе стабилизатора, экструзионном оборудовании и условиях процесса.

По этой причине полиэфирный гомополимер не является универсальным продуктом. Он адаптируется к системе каждого клиента. Наша техническая команда предоставляет рекомендации по выбору и рекомендации по начальной дозировке в зависимости от типа вашего продукта, ситуации с наполнителем и целевых показателей эффективности, а также вносит коррективы на основе ваших отзывов об испытаниях.

Для применений из ПВХ и ХПВХ мы предлагаем услуги по тестированию и поиску решений.

Сравнение с традиционными системами

Направления применения в трубах из ПВХ и изделиях с высоким содержанием наполнителя

• Трубы ПВХ (дренажные, водопроводные, водоводы): Сосредоточьтесь на балансе ударной вязкости и кольцевой жесткости.
• Высоконаполненные трубы и изделия: Сосредоточьтесь на охрупчивании и сохранении жесткости по мере увеличения нагрузки наполнителя.
• Профили: Сосредоточьтесь на низкотемпературном воздействии, качестве поверхности и стабильности размеров.
• изделия из ХПВХ (трубы горячего водоснабжения, промышленные трубопроводы, арматура и т.п.): ХПВХ обрабатывается при более высоких температурах, чем стандартный ПВХ, с более высокой вязкостью расплава, поэтому соединение более чувствительно к термической стабильности и теплу сдвига. Эти продукты также обычно используются в термостойких и выдерживающих давление устройствах, где важны как ударная вязкость, так и жесткость. Продукты из ХПВХ сильно различаются по содержанию хлора, системе стабилизаторов и условиям экструзии или впрыска. Наша техническая команда предоставляет рекомендации по выбору и рекомендации по начальной дозировке в зависимости от типа вашего продукта и целевых показателей эффективности, а также вносит коррективы на основе ваших отзывов об испытаниях. Для приложений CPVC мы предлагаем услуги по тестированию приложений и решениям.

Что обычно учитывается при переключении

При внедрении нового ужесточения обычно учитываются следующие аспекты:

Состояние пластификации: насколько равномерно материал расплавляется при экструзии, а также состояние внутренних стенок и поверхностей.

Термическая стабильность: изменения тока шнека, давления расплава и цвета продукта.

Механические свойства: соответствуют ли ударная вязкость, кольцевая жесткость, растяжение, Вика и блеск поверхности стандартам продукции.

Непрерывный ход: наросты на матрице и калибровочной втулке, а также продолжительность непрерывной работы.

Наша техническая команда поможет скорректировать дозировку и рецептуру на основе ваших отзывов об испытаниях.

С чего начать

Чтобы дать более точную консультацию по выбору, пожалуйста, сообщите нам следующее:

• Продукт и стандарт: дренажная труба, водопровод, короб, профиль или доска.
• Текущая формулировка: уровень загрузки наполнителя, тип стабилизатора, а также используемую систему отвердителя и смазки.
• Экструзионное оборудование: двухвинтовая модель и приблизительная мощность.
• Основная цель: увеличение загрузки наполнителя, улучшение воздействия низких температур, сохранение жесткости, уменьшение налипаний или упрощение рецептуры.

Доступны TDS и SDS. Пожалуйста свяжитесь с нами для получения образцов и индивидуальной оценки →

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Является ли полиэфирный гомополимер смазкой или упрочнителем?

Это функциональный упрочнитель для ПВХ и ХПВХ, служащий полной или частичной альтернативой традиционным упрочнителям, таким как CPE и MBS, с упором на баланс между ударной вязкостью и жесткостью.

Вопрос 2: Почему снижение затрат не может зависеть только от снижения дозировки присадок?

Добавки составляют небольшую часть рецептуры, и простое сокращение дозировки приводит к сужению окна обработки и вызывает нагрев, налипание или пригорание. Возникающие в результате этого отходы и время простоя часто перевешивают экономию сырья. Более эффективными направлениями являются увеличение загрузки наполнителя при одновременном соблюдении требований к производительности, повышение эффективности экструзии и упрощение рецептуры.

Вопрос 3: Как замена CPE на полиэфирный гомополимер влияет на кольцевую жесткость и температуру по Вика?

CPE представляет собой низкомодульный эластомер, и кольцевая жесткость и температура Вика имеют тенденцию падать с увеличением его дозировки. Гомополимер полиэстера становится более жестким за счет межфазного армирования, а не за счет мягкой эластичной фазы, что помогает сохранять жесткость и одновременно улучшает ударные характеристики. Фактические результаты зависят от рецептуры, и наша техническая команда может дать рекомендации в зависимости от вашей системы.

В4: нужен ли каждому продукту один и тот же класс?

Нет. Полиэфирный гомополимер подбирается индивидуально для каждой системы. Трубы, изделия с высоким содержанием наполнителя и профили имеют разные приоритеты, и мы подбираем правильное решение для вашего продукта и условий технологического процесса.

Раллихем | Дополнительная техническая поддержка, от обсуждения применения до надежного массового производства.

Для инженеров по экструзии, балансирующих адгезию металла с внутренним плавлением и внешним высвобождением, см. Внутренняя смазка ПВХ и направляющая для смазки труб ПВХ или сравните все воск высокой плотности OPE и окисленный полиэтиленовый воск оценки.