플라스틱 취성은 항상 일부 회사의 정상적인 운영을 방해하는 요인이었습니다. 파이프의 취약성은 단면 모양과 설치 승인 측면에서 파이프 회사의 시장 점유율과 사용자 평판에 어느 정도 영향을 미칩니다. 이는 제품의 물리적, 기계적 특성에 완전히 반영됩니다.
본 논문에서는 PVC-U 플라스틱 파이프의 취성 원인을 배합, 혼합 공정, 압출 공정, 금형 및 기타 외부 요인을 통해 논의하고 분석합니다.
PVC 파이프 취성의 주요 특징은 절단 시 붕괴, 저온 파열입니다.
파이프 제품의 물리적, 기계적 특성이 열악한 데에는 주로 다음과 같은 여러 가지 이유가 있습니다.
불합리한 압출 공정
(1) 재료의 가소성이 너무 높거나 불충분합니다. 이는 공정 온도 설정 및 공급 비율과 관련이 있습니다. 온도를 너무 높게 설정하면 재료가 과도하게 가소화됩니다. 분자량이 낮은 일부 구성 요소는 분해되어 휘발됩니다. 온도가 너무 낮으면 구성 요소 사이에 분자가 존재하지 않습니다. 완전히 융합되어 분자 구조가 강하지 않습니다. 그러나 공급 비율이 너무 커서 재료의 가열 면적과 전단력이 증가하고 압력이 증가하여 과가소화가 발생하기 쉽습니다. 공급 비율이 너무 작으면 재료의 가열 면적과 전단력이 감소하여 가소화가 덜 발생합니다. 가소화가 과도하거나 가소화되지 않은 경우 튜브 절단 및 치핑이 발생합니다.
(2) 기계 헤드의 압력 부족은 금형 설계와 관련이 있는 반면(아래에 별도로 설명됨) 공급 비율 및 온도 설정과 관련이 있습니다. 압력이 부족하면 재료의 밀도가 낮아 조직이 느슨해집니다. 튜브 재질이 부서지기 쉽습니다. 이때, 계량 공급 속도와 압출 스크류 속도를 조정하여 헤드 압력을 25Mpa에서 35Mpa 사이로 제어해야 합니다.
(3) 제품에 함유된 저분자 성분은 배출되지 않습니다. 일반적으로 제품에 저분자량 성분을 생산하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 고온 혼합 중에 생성되고, 이는 고온 혼합 중에 제습 및 배기 시스템을 통해 배출될 수 있습니다. 두 번째는 가열 시 발생하는 부분적으로 잔류하고 압출된 물과 염화수소 가스입니다. 이는 일반적으로 주 엔진 배기부의 강제 배기 시스템을 통한 강제 배출입니다. 진공은 일반적으로 -0.05Mpa에서 0.08Mpa 사이입니다. 개방되어 있지 않거나 너무 낮으면 저분자 성분이 제품에 남아 파이프의 기계적 특성이 저하됩니다.
(4) 스크류 토크가 너무 낮고 스크류 토크는 힘 상태에서 반응 기계의 값이며 공정 온도가 설정되고 공급 비율이 스크류 토크 값에 직접 반영됩니다. 어느 정도 너무 낮은 것은 낮은 온도 또는 작은 공급 비율을 반영하므로 재료가 압출 정도에서 완전히 가소화되지 않아 파이프의 기계적 특성도 저하됩니다. 다양한 압출 장비 및 금형에 따라 스크류 토크는 일반적으로 요구 사항을 충족하기 위해 60%~85% 사이입니다.
(5) 견인 속도가 압출 속도와 일치하지 않습니다. 당기는 속도가 너무 빠르면 파이프 벽의 기계적 특성이 감소하고 당기는 속도가 너무 느려집니다. 파이프의 저항이 높고 제품의 인장 상태가 높아 파이프의 기계적 특성에도 영향을 미칩니다.
무리한 금형설계
(1) 다이 섹션의 디자인, 특히 내부 리브의 분포 및 인터페이스 각도 처리가 불합리합니다. 이로 인해 응력 집중이 발생합니다. 디자인을 개선하고 인터페이스의 직각과 예각을 제거할 필요가 있습니다.
(2) 다이 압력이 부족합니다. 다이의 압력은 금형의 압축비, 특히 금형의 직선 부분의 길이에 의해 직접적으로 결정됩니다. 다이의 압축비가 너무 작거나 직선 부분이 너무 짧으면 제품의 밀도가 낮아지고 물리적 특성에 영향을 미칩니다. 한편, 다이 압력의 변화는 다이의 평평한 부분의 길이를 변경하여 유동 저항을 조정할 수 있습니다. 반면, 금형 설계 단계에서 압출 압력을 변경하기 위해 다양한 압축비를 선택할 수 있지만 헤드의 압축비는 다음과 같아야 합니다. 압출기 스크류의 압축비는 조정됩니다. 압출 공정 매개변수를 변경하고 다공판을 늘려 용융 압력을 변경하는 것도 가능합니다.
(3) 션트 리브의 수렴 불량으로 인한 성능 저하에 대해서는 리브의 길이와 외면, 리브와 합류점의 리브를 적당히 늘리거나 압축비를 높여 해결해야 한다.
(4) 다이 토출이 고르지 않아 파이프의 벽 두께가 일정하지 않거나 치밀성이 일정하지 않습니다. 이는 또한 파이프의 두 면 사이의 기계적 특성에 차이를 초래했습니다. 우리는 콜드 펀치를 당하면서 테스트를 통과하지 못하는 경우가 있었는데 이것이 바로 이를 입증했습니다. 얇은 벽과 같은 비표준 파이프에 대해서는 여기서 더 이상 말하지 않겠습니다.
(5) 사이징 다이의 냉각 속도. 냉각수 온도는 종종 주의를 충분히 끌지 못합니다. 냉각수의 기능은 사용 목적을 달성하기 위해 파이프에 의해 늘어진 큰 분자 사슬을 적시에 냉각하고 형성하는 것입니다. 천천히 냉각하면 분자 사슬이 충분한 시간 동안 늘어나서 성형이 촉진됩니다. 급속 냉각, 수온과 압출 튜브 블랭크 사이의 온도 차이가 너무 커서 제품이 담금질되어 제품의 저온 성능 향상에 도움이 되지 않습니다.
고분자 물리학의 설명에 따르면, PVC 거대분자 사슬은 온도와 외력의 작용으로 컬링과 스트레칭 과정을 거친다. 온도와 외력을 빼면 거대분자 사슬은 시간이 지나도 자유상태로 회복되지 않고 유리상태가 된다. 무질서하고 무질서한 배열로 인해 거시적 제품의 저온 충격 성능이 발생합니다.
압출 후 PVC 파이프를 설명하는 플라스틱 가공 기술부터 온도와 외력을 제거한 후 응력 완화 공정을 거친 제품입니다. 적절한 냉각수 온도는 이 공정에 도움이 됩니다. 냉각수의 온도가 너무 낮으면 제품에 존재하는 응력이 해소되지 않아 제품의 성능이 저하되는 문제가 있습니다. 따라서 파이프 냉각은 서냉방식을 채택하여 성형품의 휘어짐, 굽힘, 수축을 방지할 수 있으며, 내부 응력으로 인해 제품의 충격강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 일반적으로 수온은 20°C로 제어됩니다.
패리슨을 담금질 없이 완만하게 냉각시키기 위해 냉각 사이징 슬리브에 연결된 수관을 셰이핑 후면에 연결하여 사이징 슬리브 내 물의 흐름 방향이 패리슨의 이동 방향과 반대가 되도록 합니다. 사이징 슬리브 전면에서 배출됩니다. 이로 인해 패리슨이 담금질되지 않고 낮은 수온으로 인해 과도한 내부 응력이 발생하여 파이프가 부서지기 쉽고 프로파일의 내충격성이 감소합니다. 필러를 추가하거나 줄이는 동시에 필러를 늘리는 것은 유연성에 직접적인 영향을 미칩니다. 필러가 너무 많으면 파이프가 냉간 가공되어 표준에 미치지 못하게 됩니다.
필러가 너무 작으면 튜브의 치수 변화율이 커집니다. 유연성 지수를 높이거나 낮추는 것도 마찬가지이고, 충격보강제나 가공보조제를 높이거나 낮출 필요가 있으며, 가공보조제를 높이거나 낮추면 강성지수에 직접적인 영향을 미친다.
가공 보조제가 너무 많으면 파이프의 강성 지수가 감소합니다. 가공 보조제가 너무 작으면 프로파일의 강성 지수가 증가합니다. 공식화에서는 둘이 모순되고 통일된 상호제약요소이지만 강성지수가 높아진다고 할 수는 없다. 아무런 원칙도 없이 가공보조제를 늘리면서 충전재만 늘리는 유연성 지수를 유지하는 것은 무리다. 따라서 강성과 유연성의 균형을 이루기 위해서는 배합 시스템에서 최적의 조합 지점을 결정해야 합니다.
압출공정이 파이프 강성과 유연성 지수에 미치는 영향
압출 온도 설정은 재료의 가소화 정도에 영향을 미치는 요소 중 하나입니다. 과가소화된 재료의 저분자 폴리머는 분해 및 휘발되어 분자간 구조의 변화를 일으켜 강성 지수를 높이고 유연성 지수를 감소시킵니다. 재료의 불충분한 가소화, 재료의 구성 요소 분자 간의 충분한 융합 부족으로 인해 강성 지수가 감소하고 유연성 지수가 완전히 입증되지 않습니다.
스크류 토크와 압출 압력은 프로파일의 강성에 비례하며 토크와 압력이 증가함에 따라 증가합니다.
유연성 지수는 이에 반비례하며 토크와 압력이 증가함에 따라 감소합니다. 추가해야 할 점은 기계를 막 시작하면 개별 프로파일이 무너지지 않는 것으로 확인되지만 내부 리브에 약간의 기포가 발견되어 새로운 문제입니다.
