پخت یا فیوژن پی وی سی

پی وی سی از جمله پلیمرهای حساس به دما است بدین معنی که بالا رفتن دما در آن سبب تغییر خواص و حتی تخریب این پلیمر می‌شود. به عنوان یک نکته صنعتی بهتر است پی وی سی را بیشتر با افزایش تنش و مالش پخت دهیم. در فرآیند تولید پی وی سی از مفهمومی به نام پخت یا فیوژن استفاده می‌شود، که یک پارامتر قابل اندازه گیری می‌باشد.

 

دما فرآیند تولید پی وی سی

دما فرآیند تولید پی وی سی را می‌توان در به قسمت تقسیم کرد.

دما ناحیه اکسترودر که خود چهار الی پنج زون حرارتی دارد. دما در این ناحیه بسته به نوع دستگاه و تولید در محدوده 160 تا 180 درجه تنظیم می‌شود.

دما ناحیه قالب که بسته به نوع قالب می‌تواند شامل چندین زون حرارتی باشد. دما در این ناحیه نیز بسته به نوع قالب و محصول در محدود 170 تا 185 تنظیم می‌شود.

دما ناحیه میکسر : بسته به نوع میکسر که می‌تواند از نوع آرام گرد یا توربو باشد، دما میکسر در محدوده 100 تا 120 درجه باید قرار گیرد.

 

پیش نیاز تنظیمات دمایی فرآیند تولید پی وی سی

اولا باید دانست پی وی سی در دمای حدود 200 درجه با تخریب مواجه می شود به طوری که اگر از پایدار کننده حرارتی استفاده نشود مقدار زیادی گاز HCl آزاد می شود. در نتیجه دمای فرآیند نباید بالاتر از این حد برود. دوما باید در نظر داشت دمای انتقال شیشه ای پی وی سی در حدود 82 درجه می باشد. دمای انتقال شیشه ای یعنی دمایی که پلیمر بالا تر از آن  نرم است و پایین تر از آن شکننده. عامل دیگر که در دمای فرآیند تاثیر دارد دستگاه هست شرایط هر دستگاه با توجه به تنش هایی که به مواد وارد می کنید متفاوت است. در آخر می توان به اثر افزودنی ها اشاره کرد چرا که از مهم ترین عوامل در تعیین دمای فرآیند می باشد افزودنی های مختلف مانند استابیلایزر ها که از تخریب پی وی سی جلوگیری می کنند و همچنین روان کننده و وکس ها در تعیین دما و ترتیب آن در میکس و فرآیند تولید موثر هستند. در آخر یک نمونه پروفایل دمایی برای الگو آورده شده است در نهایت با در نظر گرفتن عوامل فوق و مشورت با متخصص می توانید بهترین پروفایل دمایی را را تنظیم کنید.

 

پخت یا فیوژن پی وی سی چیست؟

فیوژن پی وی سی در واقع به معنی فشردگی، چگالش، ذوب و درهم ذرات پی وی سی است که با شروع عملیات ذوب و حرارت به پی وی سی صورت میگیرد.ماهیت ابتدایی ذرات پی وی سی از جمله اندازه و کریستال اولیه طی فرآیند ژل شدن و آمیزه سازی تغییر می کند. بعد از ذوب (فیوژن) و خنک کاری دوباره آرایش و ساختار ثانویه ایجاد می شود.در شکل آرایش کریستال اولیه و ثانویه پی وی سی نشان داده شده است.

 

برای آزمون فرمولاسیون پی و سی ابتدا نمونه را توسط دستگاه یک دستگاه مخلوط کن(Torque Rheometer) که شامل یک مخلوط کن که دمای آن قابل کنترل اسـت و دو مارپیچ که در خـلاف هم گردش می کنند تهیه می شود.
این دستگاه مجهز به نرم افزاری است که نمودار تغییرات Temperature –Time و Torque-Time رسم می کند و انطباق دادن این دو نمودار اطلاعات مفیدی در مورد میزان پخت پی وی سی، سازگاری افزودنی با فرمولاسیون و... به دست می آید.

با قرار دادن دو سری اطلاعات به دست آمده از آزمون DSC  و نمودار Temperature –Time و Torque-Time می توان فرمولاسیون و در نهایت کیفیت قطعه پی وی سی تولید شده را بررسی کرد.

در شکل زیر نحوه فیوژن پی وی سی در دو دستگاه مختلف نمایش داده شده است.

 

تعیین درجه ژل شدن پی وی سی

با استفاده از آزمون DSC و رسم نمودار و با استفاده از فرمول زیر درجه ژل شدن پی وی سی به دست می آید.

ژل شدن پی وی سی باید درصد مناسب و بهینه ای داشته باشد. زیرا بر خواص مختلفی از جمله ضربه پذیری تاثیر دارد. درصد فیوژن پی وی سی را با دستگاه DSC  اندازه گیری می کنند. همچین روش‌های دیگری برای تعیین فیوژن پی وی سی وجود دارد که در پکیج کنترل کیفی پی وی سی به آن پرداخته شده است.

افزودنی افزایش دهنده پخت و فیوژن پی وی سی: برخی مواد افزودنی ازجمله کمک فرآیندها قابلیت بهبود فیوژن یا همان پخت پی وی سی را دارند. 

 

تست دی کلرومتان برای تعیین میزان ژل شدن پی وی سی

 

تست دی کلرو متان به منظور تشريح کيفيت همگن سازي پليمر و افزودني ها و یا تعیین میزان ژل شدن (میزان پختن) در استاندارد های مختلف از جمله EN 580:2003   به کار برده می شود.


نحوه ی انجام تست دی کلرو متان:

لـولـه را بايـد از يک جهـت طـوري بريد که سطح لازم جهت قرار گرفتن در معرض حلال دي کلرومتان فراهم گردد. 
نـمونه 30 دقيقه در دماي 15 درجه سلسيوس داخل حمام مخلوط دی کلـرو متان و آب مقطر قرار مـي گيـرد. نمونه مورد آزمایش (مانند لـولـه هـاي PVC تحـت فـشـار) نبايـد هـيـچ نشـانـه اي از حمـله توسـط دي کلرومتان داشته باشند.

 نتایجی که از این تست می توان به دست آورد:

- چگونگي حمله دي کلرو متان در امتداد اکستروژن و محیط لوله نسبت به مقطع دیواره لوله 

- توزيع دماي فرايند و ميزان ژل شدن در محيط لوله 

- مقايسه کيفيت لوله هاي مختلف

 

اثر درجه ژل شدن بر مقاومت ضربه

. بیشترین میزان مقاومت ضربه در محدوده ژل شدن 70 درصد می‌باشد. افزایش میزان ژل شدن ساختار پلیمر یکدست تری ایجاد کرده که باعث گسترش ترک شده و مقاومت ضربه را کاهش می‌دهد.

نکته: افزایش مقدار روان کننده میزان ژل شدن را کاهش می‌دهد.