Končni izdelki iz PVC-ja se uporabljajo v različnih panogah. Za ocenjevanje in testiranje kalcijevo-cinkovih stabilizatorjev iz PVC-ja so potrebne različne metode, odvisno od njihove učinkovitosti. Na splošno obstajata dve glavni metodi: statična in dinamična. Statična metoda vključuje metodo s testnim papirjem Kongo rdeče barve, preskus s staranjem v pečici in metodo elektromotorne sile, dinamična metoda pa vključuje preskus z reometrom navora in dinamični preskus z dvojnim valjčkom.
1. Metoda s testnim papirjem Kongo Red
Z uporabo oljne kopeli z vgrajenim glicerolom se PVC, ki ga je treba testirati, enakomerno zmeša s toplotnim stabilizatorjem in da v majhno epruveto. Material se rahlo pretrese, da se strdi, nato pa se da v oljno kopel. Temperatura glicerola v oljni kopeli s PVC kalcijevim cinkovim stabilizatorjem se vnaprej nastavi na približno 170 ℃, tako da je zgornja površina PVC materiala v majhni epruveti poravnana z zgornjo površino glicerola. Nad majhno epruveto se vstavi zamašek s tanko stekleno cevko, ki je od zgoraj navzdol prozorna. Testni listič s kongo rdečo barvo se zvije in vstavi pod stekleno cevko, tako da je spodnji rob testnega lističa s kongo rdečo barvo oddaljen približno cm od zgornjega roba PVC materiala. Po začetku poskusa se zabeleži čas od trenutka, ko je testni listič s kongo rdečo barvo vstavljen v epruveto, do trenutka, ko postane moder, kar je čas toplotne stabilnosti. Osnovna teorija tega poskusa je, da se PVC hitro razgradi pri temperaturi približno 170 ℃, vendar se zaradi dodatka toplotnega stabilizatorja njegova razgradnja zavira. Sčasoma se bo toplotni stabilizator porabil. Ko bo poraba končana, se bo PVC hitro razgradil in sprostil plin HCl. V tem času bo reagent kongo rdeče v epruveti spremenil barvo zaradi lahke reakcije s HCl. V tem času zabeležite čas in na podlagi tega časa ocenite učinkovitost toplotnega stabilizatorja.
2. Statični preizkus v pečici
Pripravite hitro mešane vzorce PVC prahu in drugih pomožnih sredstev za obdelavo (kot so maziva, modifikatorji udarne trdnosti, polnila itd.) poleg PVC kalcijevo-cinkovih stabilizatorjev. Vzemite določeno količino zgornjega vzorca, dodajte različne toplotne stabilizatorje PVC kalcijevo-cinkovemu stabilizatorju v določenem razmerju, dobro premešajte in nato dodajte mešanici z dvojno lepljivo maso.
Priprava preskusnih vzorcev na mešalniku se običajno izvaja brez dodajanja mehčalcev. Temperatura dvojnega valja je nastavljena na 160–180 ℃, pri dodajanju mehčalcev pa je temperatura valja običajno okoli 140 ℃. Z večkratnim pritiskom z dvema palicama dobimo enakomeren vzorec PVC, ki mu sledi rezanje, da dobimo vzorce PVC določene velikosti, ki vsebujejo različne toplotne stabilizatorje. Različne preskusne vzorce PVC postavimo na fiksno napravo in jih nato postavimo v pečico s konstantno temperaturo (običajno 180 ℃). Spremembo barve preskusnih vzorcev beležimo vsakih 10 ali 15 minut, dokler ne postanejo črni.
S testi staranja v pečici je mogoče določiti učinkovitost toplotnih stabilizatorjev na toplotno stabilnost PVC-ja, zlasti njihovo sposobnost zatiranja sprememb barve. Na splošno velja, da se barva PVC-ja pri segrevanju spreminja od svetle do temne, vključno z belo, rumeno, rjavo, rjavo in črno. Stanje razgradnje je mogoče določiti z barvo PVC-ja v določenem časovnem obdobju.
3. Metoda električnega potenciala (metoda prevodnosti)
Eksperimentalna naprava je sestavljena predvsem iz štirih delov. Desna stran je naprava z inertnim plinom, ki običajno uporablja dušik, včasih pa tudi zrak. Razlika je v tem, da pri uporabi dušikove zaščite lahko kalcijev cinkov stabilizator PVC prepreči razgradnjo matičnih verig PVC, ki jo povzroča oksidacija kisika v zraku. Eksperimentalna grelna naprava je običajno oljna kopel pri približno 180 ℃. V oljno kopel je nameščena mešanica PVC in toplotnih stabilizatorjev. Ko nastane plin HCl, ta skupaj z inertnim plinom vstopi v raztopino NaOH na levi strani. NaOH hitro absorbira HCl, kar povzroči spremembo pH vrednosti raztopine. Z beleženjem sprememb pH metra skozi čas je mogoče določiti učinek različnih toplotnih stabilizatorjev. V eksperimentalnih rezultatih je krivulja pH t, dobljena s procesiranjem, razdeljena na indukcijsko obdobje in obdobje rasti, dolžina indukcijskega obdobja pa se spreminja glede na učinkovitost toplotnega stabilizatorja.
4. Reometer navora
Navorni reometer je tipičen instrument majhnega obsega, ki simulira dejansko obdelavo PVC-ja. Na zunanji strani instrumenta je zaprta predelovalna škatla, temperatura predelovalne škatle in hitrost obeh notranjih valjev pa se lahko nadzorujeta z računalnikom, priključenim na instrument. Masa materiala, dodanega navornemu reometru, je običajno 60-80 g, kar se razlikuje glede na model instrumenta. Eksperimentalni koraki so naslednji: vnaprej se pripravi masterbatch, ki vsebuje različne toplotne stabilizatorje, osnovna formula masterbatcha pa običajno vključuje ACR poleg PVC, CPE, CaCO3, TiO, maziva itd. Navorni reometer se vnaprej nastavi na temperaturo. Ko doseže določeno temperaturo in se hitrost stabilizira, se stehtana mešanica doda v predelovalno škatlo, hitro zapre in na priključenem računalniku se zabeležijo različni parametri, kar je reološka krivulja. Po obdelavi je mogoče pridobiti tudi različne značilnosti videza ekstrudiranega materiala, kot so belina, ali je oblikovan, gladkost itd. Z uporabo teh parametrov je mogoče določiti industrijski potencial ustreznega toplotnega stabilizatorja. Primeren toplotni stabilizator mora imeti ustrezen navor in čas plastifikacije, izdelek pa mora biti dobro oblikovan z visoko belino in gladko površino. Reometer navora je zgradil priročen most med laboratorijskimi raziskavami in industrijsko velikoserijsko proizvodnjo.
5. Dinamični preizkus dvojnega kotaljenja
Kot pomožna metoda za dinamično merjenje učinka toplotnih stabilizatorjev se v odsotnosti reometra uporabljajo dinamični dvojni valji, v poskusu pa se izbere instrument za stiskanje tablet z dvojnim valjčkom. Vanj se doda visokohitrostni mešani prah in se stisne v obliko. Dobljeni vzorec se večkrat iztisne. Dokler preskusni vzorec ne počrni, se zabeleži čas, ki je potreben, da popolnoma počrni, kar imenujemo čas počrnitve. Učinek toplotne stabilnosti različnih toplotnih stabilizatorjev na PVC se določi s primerjavo trajanja počrnitve.
Čas objave: 20. junij 2024
