Готовые изделия из ПВХ используются в различных отраслях промышленности. Оценка и тестирование кальциево-цинковых стабилизаторов ПВХ требуют разных методов в зависимости от их характеристик. В целом существует два основных метода: статический и динамический. Статический метод включает в себя метод контрольной бумаги с конголезской красной бумагой, испытание в печи на старение и метод электродвижущей силы, тогда как динамический метод включает в себя испытание с помощью реометра крутящего момента и динамическое испытание двойным валком.
1. Метод контрольной бумаги с конголезским красным.
Используя масляную баню с добавленным глицерином, испытуемый ПВХ равномерно смешивается с термостабилизатором и помещается в небольшую пробирку. Материал слегка встряхивают, чтобы он затвердел, а затем помещают на масляную баню. Температура глицерина в масляной ванне стабилизатора кальция и цинка из ПВХ заранее устанавливается примерно на 170 ℃, так что верхняя поверхность материала ПВХ в небольшой пробирке находится на одном уровне с верхней поверхностью глицерина. Над маленькой пробиркой вставлена пробка с тонкой стеклянной трубкой, стеклянная трубка прозрачна сверху донизу. Тестовую бумагу Конго-красный сворачивают и вставляют под стеклянную трубку так, чтобы нижний край индикаторной бумаги Конго-красный находился примерно в сантиметре от верхнего края ПВХ-материала. После начала эксперимента запишите время от момента помещения тест-полоски конголезского красного цвета в пробирку до момента, когда она станет синей, что является временем термостабильности. Основная теория этого эксперимента заключается в том, что ПВХ будет быстро разлагаться при температуре около 170 ℃, но благодаря добавлению термостабилизатора его разложение тормозится. Со временем термостабилизатор израсходуется. Когда потребление будет завершено, ПВХ будет быстро разлагаться и выделять газообразный HCl. В это время реагент Конго красный в пробирке изменит цвет из-за его легкой реакции с HCl. Запишите время в это время и судите об эффективности термостабилизатора по продолжительности времени.
2. Статическое испытание печи
Подготовьте высокоскоростные смешанные образцы порошка ПВХ и других технологических добавок (таких как смазочные материалы, модификаторы ударной вязкости, наполнители и т. д.) в дополнение к стабилизаторам кальция и цинка из ПВХ. Возьмите определенное количество вышеуказанного образца, добавьте различные термостабилизаторы к стабилизатору ПВХ, кальцию и цинку в определенной пропорции, хорошо перемешайте, а затем добавьте в смесь двойного клея.
Приготовление образцов на миксере обычно проводят без добавления пластификаторов. Температура двойного валка устанавливается на уровне 160-180 ℃, а при добавлении пластификаторов температура валков обычно составляет около 140 ℃. Путем многократного нажатия двумя палочками получают однородный образец ПВХ с последующей резкой для получения образцов ПВХ определенного размера, содержащих разные термостабилизаторы. Поместите различные образцы ПВХ для испытаний на стационарное устройство, а затем поместите их в печь с постоянной температурой (обычно 180 ℃). Регистрируйте изменение цвета испытуемых образцов каждые 10 или 15 минут, пока они не станут черными.
С помощью испытаний на старение в печи можно определить эффективность термостабилизаторов в отношении термостабильности ПВХ, особенно их способность подавлять изменение цвета. Принято считать, что при нагревании ПВХ цвет претерпевает ряд изменений от светлого к темному, включая белый, желтый, коричневый, коричневый, черный. Состояние деградации можно определить по цвету ПВХ в течение определенного периода времени.
3. Метод электрического потенциала (метод проводимости).
Экспериментальное устройство в основном состоит из четырех частей. Правая сторона представляет собой устройство с инертным газом, в котором обычно используется азот, но иногда и воздух. Разница в том, что при использовании защиты от азота стабилизатор ПВХ-кальций-цинк позволяет избежать разрушения материнских цепей ПВХ, вызванного окислением кислорода в воздухе. Экспериментальное нагревательное устройство обычно представляет собой масляную ванну с температурой около 180 ℃. Смесь ПВХ и термостабилизаторов помещается внутрь масляной бани. Когда образуется газ HCl, он попадает в раствор NaOH с левой стороны вместе с инертным газом. NaOH быстро поглощает HCl, вызывая изменение значения pH раствора. Записывая изменения pH-метра с течением времени, можно определить влияние различных термостабилизаторов. В экспериментальных результатах кривая pH t, полученная в результате обработки, разделена на период индукции и период роста, причем длина периода индукции варьируется в зависимости от эффективности термостабилизатора.
4. Реометр крутящего момента
Реометр крутящего момента — это типичный небольшой прибор, имитирующий реальную обработку ПВХ. Снаружи инструмента находится закрытый блок обработки, а температуру блока обработки и скорость двух внутренних роликов можно контролировать с помощью компьютера, подключенного к инструменту. Масса материала, добавляемая в реометр крутящего момента, обычно составляет 60–80 г и варьируется в зависимости от модели прибора. Экспериментальные этапы заключаются в следующем: заранее подготовьте маточную смесь, содержащую различные термостабилизаторы, а базовая формула маточной смеси обычно включает ACR в дополнение к ПВХ CPE, CaCO3, TiO, смазочным материалам и т. д. Реометр крутящего момента заранее настраивается на температуру. Когда достигается заданная температура и скорость становится стабильной, взвешенная смесь добавляется в коробку обработки, быстро закрывается и на подключенном компьютере записываются различные параметры, что и представляет собой реологическую кривую. После обработки также можно получить различные внешние характеристики экструдированного материала, такие как белизна, форма, гладкость и т. д. Используя эти параметры, можно определить промышленный потенциал соответствующего термостабилизатора. Подходящий термостабилизатор должен иметь соответствующий крутящий момент и время пластификации, а продукт должен иметь хорошую форму, высокую белизну и гладкую поверхность. Реометр крутящего момента стал удобным мостом между лабораторными исследованиями и крупномасштабным промышленным производством.
5. Динамическое испытание двойным валком
В качестве вспомогательного метода динамического измерения действия термостабилизаторов при отсутствии реометра используют динамические двойные валки, а в эксперименте выбирают прибор для прессования таблеток двойным валком. Добавьте в него быстро смешанный порошок и придайте ему форму. Неоднократно экструдируйте полученный образец. Пока образец не почернеет, записывают время, необходимое для его полного почернения, которое называется временем почернения. Определить влияние термостабильности различных термостабилизаторов на ПВХ путем сравнения продолжительности чернения.
Время публикации: 20 июня 2024 г.
