Plastik kırılganlık her zaman bazı şirketlerin normal operasyonlarını aksatan bir faktör olmuştur. Borunun kırılganlığı, hem kesit görünümü hem de montaj onayı açısından bu boru firmalarının pazar payını ve kullanıcı itibarını az çok etkilemektedir. Bu tamamen ürünün fiziksel ve mekanik özelliklerine yansır.
Bu yazıda PVC-U plastik boruların kırılganlığının nedenleri, formülasyon, karıştırma işlemi, ekstrüzyon işlemi, kalıp ve diğer dış faktörlerden ele alınacak ve analiz edilecektir.
PVC borunun kırılganlığının temel özellikleri şunlardır: kesme anında çökme, soğukta kopma.
Boru ürünlerinin zayıf fiziksel ve mekanik özelliklerinin birçok nedeni vardır; bunlar başlıca şunlardır:
Mantıksız ekstrüzyon süreci
(1) Malzeme fazla plastikleşmiş veya yetersiz. Bu, proses sıcaklığı ayarı ve besleme oranıyla ilgilidir. Sıcaklık çok yükseğe ayarlanırsa malzeme aşırı plastikleşecektir. Daha düşük moleküler ağırlığa sahip bileşenlerin bazıları ayrışacak ve buharlaşacaktır. Sıcaklık çok düşükse bileşenler arasında molekül kalmayacaktır. Tamamen kaynaşmıştır, moleküler yapısı güçlü değildir. Bununla birlikte, besleme oranı çok büyüktür, bu da ısıtılan alanın ve malzemenin kesilmesinin artmasına ve basıncın artmasına neden olur, bu da aşırı plastikleşmeye neden olur; ilerleme oranı çok küçükse malzemenin ısıtılan alanı ve kayması azalacak ve bu da daha az plastikleşmeye neden olacaktır. Aşırı plastikleşme veya az plastikleşme olsun, borunun kesilmesine ve kırılmasına neden olur.
(2) Makine kafasına uygulanan yetersiz basınç, bir yandan kalıp tasarımıyla (bu aşağıda ayrı olarak anlatılmıştır) diğer yandan besleme oranı ve sıcaklık ayarıyla ilgilidir. Basınç yetersiz olduğunda malzemenin kompaktlığı zayıflar ve bu da dokuda gevşemeye neden olur. Boru malzemesi kırılgandır. Şu anda, ölçüm besleme hızı ve ekstrüzyon vidası hızı, kafa basıncını 25Mpa ile 35Mpa arasında kontrol edecek şekilde ayarlanmalıdır.
(3) Üründeki düşük moleküler bileşenler boşaltılmaz. Bir üründe düşük molekül ağırlıklı bileşenler üretmenin genellikle iki yolu vardır; bunlardan biri sıcak karıştırma sırasında üretilir ve sıcak karıştırma sırasında nem alma ve egzoz sistemi yoluyla boşaltılabilir. İkincisi ise kısmen artık ve ısıtıldığında üretilen su ve hidrojen klorür gazıdır. Bu genellikle ana motorun egzoz bölümünün zorlamalı egzoz sistemi yoluyla zorla boşaltmadır. Vakum genellikle -0,05Mpa ile 0,08Mpa arasındadır. Açık olmadığı veya çok düşük olduğu takdirde ürün içerisinde düşük moleküler bileşenler kalacak ve bu da borunun mekanik özelliklerinin azalmasına neden olacaktır.
(4) Vida torku çok düşük, vida torku, reaksiyon makinesinin kuvvet durumundaki değeridir, proses sıcaklığı ayarlanır ve besleme oranı doğrudan vida tork değerine yansıtılır. Çok düşük bir dereceye kadar düşük sıcaklığı veya küçük besleme oranını yansıtır, böylece malzeme ekstrüzyon derecesinde tamamen plastikleşmez, bu da borunun mekanik özelliklerini de azaltır. Farklı ekstrüzyon ekipmanlarına ve kalıplara göre vida torku, gereksinimleri karşılamak için genellikle %60 ila %85 arasındadır.
(5) Çekiş hızı ekstrüzyon hızıyla eşleşmiyor. Çekme hızı çok hızlı olursa boru duvarının mekanik özellikleri düşecek ve çekme hızı çok yavaş olacaktır. Borunun direnci yüksek olacak ve ürün yüksek çekme durumunda olacak, bu da borunun mekanik özelliklerini etkileyecektir.
Mantıksız kalıp tasarımı
(1) Kalıp bölümünün tasarımı, özellikle iç nervürlerin dağılımı ve arayüz açısının işlenmesi makul değildir. Bu stres konsantrasyonuna neden olacaktır. Tasarımın iyileştirilmesi ve arayüzdeki dik ve dar açıların ortadan kaldırılmasına ihtiyaç vardır.
(2) Kalıp basıncı yetersiz. Kalıptaki basınç doğrudan kalıbın sıkıştırma oranına, özellikle de kalıbın düz bölümünün uzunluğuna göre belirlenir. Kalıbın sıkıştırma oranının çok küçük olması veya düz bölümünün çok kısa olması durumunda ürün yoğun olmayacak ve fiziksel özelliklerini etkilemeyecektir. Bir yandan kalıp basıncındaki değişiklik, kalıbın düz bölümünün uzunluğunu değiştirerek akış direncini ayarlayabilir; Öte yandan kalıp tasarımı aşamasında ekstrüzyon basıncını değiştirmek için farklı sıkıştırma oranları seçilebilir ancak kafanın sıkıştırma oranının şu şekilde olması gerektiğine dikkat edilmelidir: Ekstruder vidasının sıkıştırma oranı uyarlanır; ayrıca ekstrüzyon prosesi parametrelerini değiştirmek ve eriyik basıncını değiştirmek için delikli plakayı arttırmak da mümkündür.
(3) Şönt nervürlerin zayıf yakınlaşmasının neden olduğu performans düşüşü için, nervürlerin ve dış yüzeyin uzunluğu, nervürlerin ve birleşim noktasındaki nervürlerin uygun şekilde arttırılması veya sorunu çözmek için sıkıştırma oranının arttırılması gerekir.
(4) Kalıp çıkışı eşit değildir, bu da borunun duvar kalınlığının tutarsız olmasına veya kompaktlığın tutarsız olmasına neden olur. Bu aynı zamanda borunun iki yüzü arasındaki mekanik özelliklerde de farklılığa neden oldu. Bazen soğuk yumruklarla testi geçemedik, bu da bunu kanıtladı. İnce duvarlar gibi standart dışı borulara gelince, burada daha fazlasını söylemeyeceğiz.
(5) Boyutlandırma kalıbının soğutma hızı. Soğutma suyu sıcaklığı çoğu zaman yeterli dikkati çekmez. Soğutma suyunun işlevi, kullanım amacına ulaşmak için borunun gerdiği büyük moleküler zinciri zamanla soğutup şekillendirmektir. Yavaş soğutma, moleküler zincirin şekillendirmeyi kolaylaştırmak için yeterli bir süre boyunca gerilmesine olanak tanır. Hızlı soğutma, su sıcaklığı ile ekstrüde edilmiş tüp boşluğu arasındaki sıcaklık farkı çok büyüktür ve ürün, ürünün düşük sıcaklık performansının iyileştirilmesine yardımcı olmayan söndürme işlemine tabi tutulur.
Polimer fiziğinin açıklamasına göre PVC makromoleküler zinciri, sıcaklık ve dış kuvvetin etkisi altında kıvrılma ve esneme sürecine girer. Sıcaklık ve dış kuvvet geri çekildiğinde makromoleküler zincir zamanla serbest halde toparlanmaz ve cam halinde olur. Düzensiz ve düzensiz düzenleme, makroskopik ürünlerin düşük sıcaklıkta darbe performansına neden olur.
Plastik işleme teknolojisinden PVC borunun ekstrüzyon sonrası açıklanmasına kadar, ürün, sıcaklığın ve dış kuvvetin ortadan kaldırılmasından sonra bir gerilim giderme sürecine sahiptir. Uygun bir soğutma suyu sıcaklığı bu proses için faydalıdır. Soğutma suyunun sıcaklığı çok düşük olduğunda üründeki stres ortadan kalkmaz, bu da ürünün performansının düşmesine neden olur. Bu nedenle, boru soğutması yavaş bir soğutma yöntemini benimser ve kalıplanmış ürünün bükülmesini, bükülmesini ve büzülmesini önleyebilir ve iç gerilim nedeniyle ürünün darbe dayanımının azalmasını önleyebilir. Genellikle su sıcaklığı 20°C'de kontrol edilir.
Parisonu söndürmeden yavaşça soğutmak için, soğutma haşıl manşonuna bağlanan su borusu şekillendirmenin arka kısmına bağlanır, böylece haşıl manşondaki suyun akış yönü parisonun hareket yönünün tersi olur. ve boyutlandırma manşonunun ön kısmından boşaltılır. Bu, parisonun sönmesine neden olmaz ve düşük su sıcaklığı nedeniyle aşırı iç gerilime neden olur, bu da boruyu kırılgan hale getirir ve profilin darbe direncini azaltır. Dolgu maddelerinin eklenmesi veya azaltılması, dolgu maddesinin arttırılması ise esnekliğini doğrudan etkiler. Çok fazla dolgu maddesi varsa, boru soğuk üflemeli olacak ve standartlara uygun olmayacaktır.
Dolgu maddesi çok küçükse tüpün boyutsal değişim oranı büyük olacaktır. Aynı şey esneklik endeksini arttırmak veya azaltmak için de geçerlidir ve darbe arttırıcıyı veya işlem yardımcısını artırmak veya azaltmak gerekir ve işlem yardımcısını artırmak veya azaltmak sertlik endeksini doğrudan etkiler.
İşleme yardımcısı çok fazla ise borunun sertlik indeksi düşecek; işleme yardımcısı çok küçükse profilin sertlik indeksi artacaktır. Formülasyonda ikisi çelişkili ve birleşik bir karşılıklı kısıtlama faktörüdür ancak katılık endeksinin arttığı söylenemez. Herhangi bir prensip olmadan, işleme yardımcısını arttırırken dolgu maddesini arttırmak için esneklik indeksini korumak mantıksızdır. Bu nedenle, katılık ve esneklik arasında bir denge sağlamak için formülasyon sisteminde en uygun birleşim noktasının belirlenmesi gerekmektedir.
Ekstrüzyon işleminin boru sertliği ve esneklik indeksine etkisi
Ekstrüzyon sıcaklığının ayarlanması malzemenin plastikleşme derecesini etkileyen faktörlerden biridir. Aşırı plastikleştirilmiş malzemedeki düşük moleküler polimer ayrışır ve uçucu hale gelir, bu da moleküller arası yapının değişmesine neden olarak sertlik endeksinin artmasına ve esneklik endeksinin azalmasına neden olur. Malzemenin yetersiz plastikleştirilmesi, malzemedeki bileşenlerin molekülleri arasında yeterli füzyonun olmaması, sertlik indeksini düşürecek ve esneklik indeksi tam olarak ortaya konmayacaktır.
Vida torku ve ekstrüzyon basıncı profilin sertliği ile orantılıdır ve artan tork ve basınçla birlikte artar.
Esneklik endeksi bununla ters orantılıdır ve artan tork ve basınçla azalır. Eklenmesi gereken şu ki, makine yeni çalıştırıldığında tek tek profillerin çökmediği ancak iç kaburgalarda hafif kabarcıklar oluştuğunun görülmesi yeni bir sorundur.
