ניתוח שיטות בדיקה נפוצות עבור מייצבים של סידן ואבץ PVC

מוצרי PVC מוגמרים משמשים בתעשיות שונות. הערכה ובדיקה של מייצבי סידן ואבץ PVC דורשות שיטות שונות בהתאם לביצועיהם. באופן כללי, ישנן שתי שיטות עיקריות: סטטית ודינמית. השיטה הסטטית כוללת את שיטת נייר הבדיקה האדום של קונגו, בדיקת תנור הזדקנות ושיטת הכוח האלקטרו-מניע, בעוד שהשיטה הדינמית כוללת בדיקת ריאומטר מומנט ובדיקת גלגול כפול דינמית.
1. שיטת נייר הבדיקה של קונגו אדום
באמצעות אמבט שמן עם גליצרול מובנה, ה-PVC לבדיקה מעורבב באופן שווה עם מייצב חום ומונח במבחנה קטנה. החומר מנענע קלות כדי להפוך אותו מוצק, ולאחר מכן מונח באמבט שמן. טמפרטורת הגליצרול באמבט השמן מייצב סידן ואבץ PVC מוגדרת מראש לכ-170 מעלות צלזיוס, כך שהמשטח העליון של חומר ה-PVC במבחנה הקטנה יהיה בגובה המשטח העליון של הגליצרול. מעל המבחנה הקטנה מוכנס פקק עם צינור זכוכית דק, והצינור שקוף מלמעלה למטה. נייר הבדיקה אדום קונגו מגולגל ומוכנס מתחת למבחנה, כך שהקצה התחתון של נייר הבדיקה אדום קונגו יהיה במרחק של כ-סנטימטרים מהקצה העליון של חומר ה-PVC. לאחר תחילת הניסוי, יש לרשום את הזמן מרגע הנחת רצועת הבדיקה אדום קונגו במבחנה ועד לרגע שבו היא הופכת לכחולה, שהוא זמן היציבות התרמית. התיאוריה הבסיסית של ניסוי זה היא ש-PVC יתפרק במהירות בטמפרטורה של כ-170 מעלות צלזיוס, אך עקב הוספת מייצב חום, הפירוק שלו מעוכב. עם הזמן, מייצב החום ייצרך. כאשר הצריכה תושלם, PVC יתפרק במהירות וישחרר גז HCl. בשלב זה, ריאגנט אדום קונגו במבחנה ישנה את צבעו עקב תגובתו הקלה עם HCl. רשמו את הזמן בשלב זה ושפטו את יעילות מייצב החום בהתבסס על משך הזמן.
2. בדיקת תנור סטטי
הכינו דגימות מעורבות במהירות גבוהה של אבקת PVC ועזרים אחרים לעיבוד (כגון חומרי סיכה, משכלי השפעה, חומרי מילוי וכו') בנוסף למייצבים של סידן ואבץ PVC. קחו כמות מסוימת מהדגימה הנ"ל, הוסיפו מייצבים חום שונים למייצב סידן ואבץ PVC ביחס מסוים, ערבבו היטב ולאחר מכן הוסיפו לתערובת המקל הכפול.
הכנת חלקי הבדיקה במיקסר מתבצעת בדרך כלל ללא הוספת פלסטייזרים. טמפרטורת הגלגול הכפול נקבעת על 160-180 מעלות צלזיוס, וכאשר מוסיפים פלסטייזרים, טמפרטורת הגלגול היא בדרך כלל סביב 140 מעלות צלזיוס. על ידי לחיצה חוזרת ונשנית עם שני מקלות, מתקבלת דגימת PVC אחידה, ולאחר מכן חיתוך לקבלת דגימות PVC בגודל מסוים המכילות מייצבים חום שונים. הניחו חלקי בדיקה שונים של PVC על מכשיר קבוע ולאחר מכן הניחו אותם בתנור בטמפרטורה קבועה (בדרך כלל 180 מעלות צלזיוס). רשמו את שינוי הצבע של חלקי הבדיקה כל 10 דקות או 15 דקות עד שהם משחירים.
באמצעות בדיקות הזדקנות בתנור, ניתן לקבוע את יעילותם של מייצבי חום על יציבות תרמית של PVC, ובמיוחד את יכולתם לדכא שינויי צבע. מקובל לחשוב שכאשר PVC מחומם, הצבע יעבור סדרה של שינויים מבהיר לכהה, כולל לבן צהוב חום חום שחור. ניתן לקבוע את מצב הפירוק על ידי צבע ה-PVC לאורך תקופה מסוימת.
3. שיטת הפוטנציאל החשמלי (שיטת המוליכות)
המכשיר הניסיוני מורכב בעיקר מארבעה חלקים. הצד הימני הוא מכשיר גז אינרטי, המשתמש בדרך כלל בחנקן, אך לעיתים גם באוויר. ההבדל הוא שכאשר משתמשים בהגנה מפני חנקן, מייצב סידן ואבץ PVC יכול למנוע את פירוק שרשראות האם של PVC הנגרם מחמצון חמצן באוויר. מכשיר החימום הניסיוני הוא בדרך כלל אמבט שמן בטמפרטורה של כ-180 מעלות צלזיוס. תערובת של PVC ומייצבי חום מונחת בתוך אמבט השמן. כאשר נוצר גז HCl, הוא ייכנס לתמיסת NaOH בצד שמאל יחד עם הגז האינרטי. NaOH סופג במהירות HCl, וגורם לשינוי ערך ה-pH של התמיסה. על ידי רישום השינויים במד ה-pH לאורך זמן, ניתן לקבוע את השפעתם של מייצבי חום שונים. בתוצאות הניסוי, עקומת ה-pH t המתקבלת על ידי העיבוד מחולקת לתקופת אינדוקציה ותקופת צמיחה, ואורך תקופת האינדוקציה משתנה בהתאם ליעילות מייצב החום.
4. ריאומטר מומנט
ריאומטר המומנט הוא מכשיר טיפוסי בקנה מידה קטן המדמה את עיבוד ה-PVC בפועל. ישנה תיבת עיבוד סגורה בחלק החיצוני של המכשיר, וניתן לשלוט על טמפרטורת תיבת העיבוד ועל מהירות שני הגלילים הפנימיים באמצעות מחשב המחובר למכשיר. מסת החומר שנוספה לריאמטר המומנט היא בדרך כלל 60-80 גרם, המשתנה בהתאם לדגמי מכשירים שונים. שלבי הניסוי הם כדלקמן: הכינו מראש אבצ' המכיל מייצבים תרמיים שונים, ונוסחת אבצ' הבסיסית כוללת בדרך כלל ACR בנוסף ל-PVC CPE, CaCO3, TiO, חומרי סיכה וכו'. ריאומטר המומנט מוגדר לטמפרטורה מראש. כאשר הוא מגיע לטמפרטורה שצוינה והמהירות יציבה, התערובת השקולה מוסיפה לתיבת העיבוד, נסגרת במהירות, ופרמטרים שונים במחשב המחובר נרשמים, שהם עקומת הריאולוגיה. לאחר העיבוד, ניתן גם להשיג מאפייני מראה שונים של החומר המודפס, כגון לובן, צורה, חלקות וכו'. באמצעות פרמטרים אלה, ניתן לקבוע את הפוטנציאל התעשייתי של מייצב החום המתאים. מייצב חום מתאים צריך להיות בעל מומנט וזמן פלסטיזציה מתאימים, והמוצר צריך להיות מעוצב היטב עם לובן גבוה ומשטח חלק. ריאומטר המומנט בנה גשר נוח בין מחקר מעבדתי לייצור תעשייתי בקנה מידה גדול.
5. מבחן גלגול כפול דינמי
כסוג של שיטה עזר למדידה דינמית של השפעת מייצבי חום, משתמשים בגלילים כפולים דינמיים בהיעדר ריאומטר, ובניסוי נבחר מכשיר לחיצה על טבליות עם גלילים כפולים. הוסיפו לתוכו אבקה מעורבת במהירות גבוהה ולחצו אותה לצורה הרצויה. הוציאו שוב ושוב את הדגימה המתקבלת. עד שחתיכת הבדיקה משחירה, רשמו את הזמן שלוקח לה להשחיר לחלוטין, הנקרא זמן השחרה. כדי לקבוע את השפעת היציבות התרמית של מייצבי חום שונים על PVC על ידי השוואת משך ההשחרה.