플라스틱 취성은 항상 일부 회사의 정상적인 운영을 방해하는 요소였습니다. 파이프의 취성은 단면 외관 및 설치 승인 측면에서 이들 파이프 회사의 시장 점유율과 사용자 평판에 다소 영향을 미칩니다. 이는 제품의 물리적 및 기계적 특성에 완전히 반영됩니다.
이 논문에서는 PVC-U 플라스틱 파이프의 취성의 원인을 배합, 혼합 공정, 압출 공정, 금형 및 기타 외부 요인으로부터 논의하고 분석합니다.
PVC 파이프 취성의 주요 특성은 절단 시 붕괴, 냉간 파열입니다.
파이프 제품의 물리적 및 기계적 특성이 좋지 않은 데는 주로 다음과 같은 여러 가지 이유가 있습니다.
불합리한 압출 공정
(1) 재료가 너무 가소화되었거나 불충분합니다. 이는 공정 온도 설정 및 공급 비율과 관련이 있습니다. 온도가 너무 높게 설정되면 재료가 과소화됩니다. 저분자량의 성분 중 일부는 분해되어 휘발됩니다. 온도가 너무 낮으면 구성 요소 사이에 분자가 없습니다. 완전히 융합되어 분자 구조가 강하지 않습니다. 그러나 공급 비율이 너무 커서 재료의 가열 면적과 전단력이 증가하고 압력이 증가하여 과잉 가소화를 일으키기 쉽습니다. 이송비가 너무 작으면 재료의 가열 면적과 전단력이 감소하여 가소화가 덜 발생합니다. 가소화 이상이든 가소화 미만이든 튜브 절단 및 치핑의 원인이 됩니다.
(2) 기계 헤드에 대한 불충분한 압력은 한편으로는 금형 설계(아래에 별도로 설명됨)와 관련된 다른 한편으로는 이송 비율 및 온도 설정과 관련이 있습니다. 압력이 충분하지 않으면 재료의 밀도가 낮아 조직이 느슨해집니다. 튜브 재질이 부서지기 쉽습니다. 이때, 계량 이송 속도와 압출 나사 속도를 조정하여 헤드 압력을 25Mpa ~ 35Mpa 사이에서 제어해야 합니다.
(3) 제품의 저분자 성분이 배출되지 않습니다. 일반적으로 제품에서 저분자량 성분을 생산하는 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 고온 혼합 중에 생성되며, 고온 혼합 중에 제습 및 배기 시스템을 통해 배출될 수 있습니다. 두 번째는 가열될 때 발생하는 부분적으로 잔류하고 압출된 물과 염화수소 가스입니다. 이는 일반적으로 주기관 배기부의 강제배기 시스템을 통한 강제 배출이다. 진공은 일반적으로 -0.05Mpa와 0.08Mpa 사이입니다. 열리지 않거나 너무 낮으면 제품에 저분자 성분이 잔류하여 파이프의 기계적 특성이 저하됩니다.
(4) 나사 토크가 너무 낮고 나사 토크가 힘 상태에서 반력기의 값이고 공정 온도가 설정되고 이송비가 나사 토크 값에 직접 반영됩니다. 너무 낮으면 낮은 온도나 낮은 공급 비율을 반영하므로 압출 정도에서 재료가 완전히 가소화되지 않아 파이프의 기계적 특성도 감소합니다. 다양한 압출 장비 및 금형에 따라 나사 토크는 일반적으로 요구 사항을 충족하기 위해 60%에서 85% 사이입니다.
(5) 견인 속도가 압출 속도와 일치하지 않습니다. 인장 속도가 너무 빠르면 파이프 벽의 기계적 특성이 감소하고 인장 속도가 너무 느려집니다. 파이프의 저항이 높고 제품이 높은 인장 상태에 있게 되며 이는 파이프의 기계적 특성에도 영향을 미칩니다.
무리한 금형 설계
(1) 다이 섹션의 디자인, 특히 내부 리브의 분포와 인터페이스 각도의 처리가 비합리적입니다. 이것은 스트레스 집중의 원인이 됩니다. 인터페이스에서 직각과 예각을 제거하고 디자인을 개선할 필요가 있습니다.
(2) 다이 압력이 충분하지 않습니다. 금형의 압력은 금형의 압축비, 특히 금형의 직선 부분의 길이에 의해 직접적으로 결정됩니다. 금형의 압축비가 너무 작거나 직선 단면이 너무 짧으면 제품이 조밀하지 않고 물성에 영향을 미칩니다. 한편, 다이 압력의 변화는 다이의 평평한 부분의 길이를 변경함으로써 유동 저항을 조정할 수 있습니다. 다른 한편으로, 금형 설계 단계에서 압출 압력을 변경하기 위해 다른 압축 비율을 선택할 수 있지만 헤드의 압축 비율은 압출기 나사의 압축 비율이 조정되어야 한다는 점에 유의해야 합니다. 압출 공정 매개변수를 변경하고 다공판을 증가시켜 용융 압력을 변경할 수도 있습니다.
(3) 션트 리브의 수렴 불량으로 인한 성능 저하의 경우, 리브의 길이와 외면, 리브와 합류 지점의 리브를 적절하게 늘리거나 압축비를 높여 해결해야 합니다.
(4) 다이 배출이 고르지 않아 파이프의 벽 두께가 일정하지 않거나 밀도가 일정하지 않습니다. 이것은 또한 파이프의 두 면 사이의 기계적 특성의 차이를 야기했습니다. 우리는 때때로 콜드 펀칭을 하면서 테스트를 통과하지 못했습니다. 이것이 바로 증명되었습니다. 얇은 벽과 같은 비표준 파이프에 대해서는 여기서 더 이상 언급하지 않겠습니다.
(5) 사이징 다이의 냉각 속도. 냉각수 온도는 종종 충분한 주의를 기울이지 않습니다. 냉각수의 기능은 사용 목적을 달성하기 위해 파이프에 의해 늘어나는 큰 분자 사슬을 냉각하고 형성하는 것입니다. 천천히 냉각하면 분자 사슬이 성형을 용이하게 하기에 충분한 시간 동안 늘어납니다. 급속 냉각, 수온과 압출 튜브 블랭크 사이의 온도 차이가 너무 커서 제품이 담금질되기 때문에 제품의 저온 성능 향상에 도움이되지 않습니다.
고분자 물리학의 설명에서 PVC 고분자 사슬은 온도와 외력의 작용으로 말림과 늘어나는 과정을 거칩니다. 온도와 외력이 제거되면 고분자 사슬은 시간이 지남에 따라 자유 상태로 회복되지 않고 유리 상태가 됩니다. 무질서하고 무질서한 배열로 인해 거시적 제품의 저온 충격 성능이 발생합니다.
플라스틱 가공기술에서 압출 후 PVC관을 설명하기 위해, 제품은 온도와 외력을 제거한 후 응력이완 과정을 거칩니다. 적절한 냉각수 온도는 이 프로세스에 유용합니다. 냉각수의 온도가 너무 낮으면 제품의 응력이 제거되지 않아 제품의 성능이 저하됩니다. 따라서 파이프 냉각은 서냉 방식을 채택하여 성형품의 뒤틀림, 굽힘 및 수축을 방지할 수 있으며 내부 응력으로 인한 제품의 충격 강도 저하를 방지할 수 있습니다. 일반적으로 수온은 20 °C로 조절됩니다.
담금질없이 파리손을 부드럽게 냉각시키기 위해 냉각 사이징 슬리브에 연결된 수도관이 성형 후면부에 연결되어 사이징 슬리브에서 물의 흐름 방향이 파리슨의 이동 방향과 반대가되도록합니다. 사이징 슬리브의 전면에서 배출됩니다. 이로 인해 패리슨이 급냉되지 않고 낮은 수온으로 인해 과도한 내부 응력이 발생하여 파이프가 부서지고 프로파일의 내충격성이 감소합니다. 필러를 추가하거나 줄이는 반면 필러를 늘리는 것은 유연성에 직접적인 영향을 미칩니다. 필러가 너무 많으면 파이프가 냉간 취입되어 표준에 미치지 못합니다.
필러가 너무 작으면 튜브의 치수 변화율이 커집니다. 유연성 지수를 높이거나 낮추는 것도 마찬가지이며, 충격보강제나 가공조제를 증감할 필요가 있으며, 가공조제를 증감하는 것은 강성지수에 직접적인 영향을 미친다.
가공 보조제가 너무 많으면 파이프의 강성 지수가 감소합니다. 가공 보조제가 너무 작으면 프로파일의 강성 지수가 증가합니다. 공식에서는 두 가지가 모순되고 통일된 상호 제약 요인이지만 강성 지수가 높아졌다고는 할 수 없다. 어떠한 원리 없이 가공 보조제를 늘리면서 필러를 늘리기 위해 유연성 지수를 유지하는 것은 무리입니다. 따라서 강성과 유연성 사이의 균형을 달성하기 위해 배합 시스템에서 최적의 조합 지점을 결정해야 합니다.
파이프 강성 및 유연성 지수에 대한 압출 공정의 영향
압출 온도의 설정은 재료의 가소화 정도에 영향을 미치는 요인 중 하나입니다. 재료 과가소화 재료의 저분자 폴리머는 분해 휘발되어 분자간 구조의 변화를 일으켜 강성 지수를 높이고 유연성 지수를 감소시킵니다. 재료의 불충분한 가소화, 재료의 구성 요소 분자 간의 충분한 융합 부족은 강성 지수를 감소시키고 유연성 지수가 완전히 입증되지 않을 것입니다.
스크류 토크와 압출 압력은 프로파일의 강성에 비례하며 토크와 압력이 증가함에 따라 증가합니다.
유연성 지수는 그것에 반비례하며 토크와 압력이 증가함에 따라 감소합니다. 추가해야 할 점은 기계가 막 가동될 때 개별 프로파일이 무너지지 않고 내부 리브에 약간의 기포가 있는 것으로 밝혀져 새로운 문제라는 점입니다.