Готові вироби з ПВХ використовуються в різних галузях промисловості. Оцінка та випробування кальцієво-цинкових стабілізаторів з ПВХ вимагають різних методів залежно від їхньої продуктивності. Загалом існує два основні методи: статичний та динамічний. Статичний метод включає метод випробування на червоному папері Конго, випробування на старіння в печі та метод електрорушійної сили, тоді як динамічний метод включає випробування на реометрі моменту та динамічне випробування подвійним валком.
1. Метод тестового паперу з червоним Конго
Використовуючи масляну баню з вбудованим гліцерином, ПВХ, що тестується, рівномірно змішують з термостабілізатором та поміщають у невелику пробірку. Матеріал злегка струшують, щоб затвердіти, а потім поміщають у масляну баню. Температура гліцерину в масляній ванні з ПВХ-кальцієво-цинковим стабілізатором заздалегідь встановлюється приблизно на 170 ℃, так що верхня поверхня ПВХ-матеріалу в невеликій пробірці знаходиться на одному рівні з верхньою поверхнею гліцерину. Над невеликою пробіркою вставляється заглушка з тонкою скляною трубкою, яка прозора зверху вниз. Тестовий папір Конго червоний згортають та вставляють під скляну трубку так, щоб нижній край тестового паперу Конго червоний знаходився приблизно на 1 см від верхнього краю ПВХ-матеріалу. Після початку експерименту фіксують час від моменту, коли тестова смужка Конго червона поміщається в пробірку, до моменту, коли вона стає синьою, що є часом термостабільності. Основна теорія цього експерименту полягає в тому, що ПВХ швидко розкладається за температури близько 170 ℃, але завдяки додаванню термостабілізатора його розкладання гальмується. З часом термостабілізатор вичерпується. Після завершення споживання ПВХ швидко розкладається та виділяє газоподібний HCl. У цей час реактив конго червоний у пробірці змінює колір через легку реакцію з HCl. Зафіксуйте час і оцініть ефективність термостабілізатора на основі тривалості цього часу.
2. Статичне випробування в печі
Підготуйте високошвидкісні змішані зразки порошку ПВХ та інших допоміжних речовин для обробки (таких як мастила, модифікатори ударної міцності, наповнювачі тощо) на додаток до кальцій-цинкових стабілізаторів ПВХ. Візьміть певну кількість вищезгаданого зразка, додайте різні термостабілізатори до кальцій-цинкового стабілізатора ПВХ у певній пропорції, добре перемішайте, а потім додайте до суміші для подвійного клею.
Підготовка зразків для випробування на змішувачі зазвичай здійснюється без додавання пластифікаторів. Температура подвійного валку встановлюється на рівні 160-180 ℃, а при додаванні пластифікаторів температура валку зазвичай становить близько 140 ℃. Шляхом багаторазового натискання двома палицями отримують однорідний зразок ПВХ, а потім розрізають для отримання зразків ПВХ певного розміру, що містять різні термостабілізатори. Різні зразки для випробування ПВХ поміщають на фіксований пристрій, а потім поміщають їх у піч з постійною температурою (зазвичай 180 ℃). Фіксують зміну кольору зразків кожні 10 або 15 хвилин, доки вони не почорніють.
За допомогою випробувань на старіння в печі можна визначити ефективність термостабілізаторів щодо термостабільності ПВХ, особливо їх здатність пригнічувати зміни кольору. Загальноприйнято вважати, що при нагріванні ПВХ колір зазнає низки змін від світлого до темного, включаючи білий, жовтий, коричневий, коричневий, чорний. Ситуацію деградації можна визначити за кольором ПВХ протягом певного періоду часу.
3. Метод електричного потенціалу (метод провідності)
Експериментальний пристрій складається переважно з чотирьох частин. Права частина — це пристрій з інертним газом, який зазвичай використовує азот, але іноді також повітря. Різниця полягає в тому, що при використанні азотного захисту, стабілізатор ПВХ-кальцію-цинку може запобігти руйнуванню материнських ланцюгів ПВХ, спричиненому окисленням киснем у повітрі. Експериментальний нагрівальний пристрій зазвичай являє собою масляну ванну з температурою близько 180 ℃. Суміш ПВХ та термостабілізаторів поміщається всередину масляної ванни. Коли утворюється газоподібний HCl, він потрапляє в розчин NaOH з лівого боку разом з інертним газом. NaOH швидко поглинає HCl, що призводить до зміни значення pH розчину. Записуючи зміни pH-метра з часом, можна визначити вплив різних термостабілізаторів. В експериментальних результатах крива pH t, отримана в результаті обробки, поділена на індукційний період та період росту, а тривалість індукційного періоду змінюється залежно від ефективності термостабілізатора.
4. Реометр крутного моменту
Реометр крутного моменту – це типовий маломасштабний прилад, який імітує фактичну обробку ПВХ. Зовні приладу є закрита обробна камера, а температуру обробної камери та швидкість двох внутрішніх роликів можна контролювати за допомогою комп'ютера, підключеного до приладу. Маса матеріалу, що додається до реометра крутного моменту, зазвичай становить 60-80 г, що залежить від різних моделей приладів. Експериментальні кроки такі: заздалегідь готують маточну суміш, що містить різні термостабілізатори, і основна формула маточної суміші зазвичай включає ACR на додаток до ПВХ, CPE, CaCO3, TiO2, мастильних матеріалів тощо. Реометр крутного моменту попередньо встановлюють на температуру. Коли температура досягає заданої, а швидкість стабілізується, зважену суміш додають до обробної камери, швидко закривають, і на підключеному комп'ютері записують різні параметри, що і є реологічною кривою. Після обробки також можна отримати різні зовнішні характеристики екструдованого матеріалу, такі як білизна, форма, гладкість тощо. Використовуючи ці параметри, можна визначити промисловий потенціал відповідного термостабілізатора. Відповідний термостабілізатор повинен мати відповідний крутний момент та час пластифікації, а продукт повинен бути добре сформованим з високою білизною та гладкою поверхнею. Реометр крутного моменту створив зручний місток між лабораторними дослідженнями та промисловим великомасштабним виробництвом.
5. Динамічне випробування на подвійне перекидання
Як допоміжний метод для динамічного вимірювання впливу термостабілізаторів, за відсутності реометра використовуються динамічні подвійні валики, а в експерименті вибирається подвійний роликовий прес для таблеток. Додайте туди високошвидкісний змішаний порошок і пресуйте його у форму. Отриманий зразок повторно екструдуйте. Доки випробуваний зразок не почорніє, фіксуйте час, необхідний для його повного почорніння, який називається часом почорніння. Визначте вплив термостабільності різних термостабілізаторів на ПВХ, порівнявши тривалість почорніння.
Час публікації: 20 червня 2024 р.
