تجزیه و تحلیل روش های آزمایش متداول برای تثبیت کننده های روی کلسیم پی وی سی

محصولات نهایی پی وی سی در صنایع مختلف استفاده می شود. ارزیابی و آزمایش تثبیت کننده های روی کلسیم PVC بسته به عملکرد آنها به روش های مختلفی نیاز دارد. به طور کلی دو روش اصلی وجود دارد: استاتیک و دینامیک. روش استاتیک شامل روش کاغذ تست قرمز کنگو، تست فر کهنگی و روش نیروی الکتروموتور است، در حالی که روش دینامیکی شامل تست رئومتر گشتاور و تست رول دوتایی دینامیک است.
1. روش کاغذ تست قرمز کنگو
با استفاده از یک حمام روغن با گلیسرول داخلی، PVC مورد آزمایش به طور مساوی با یک تثبیت کننده حرارت مخلوط شده و در یک لوله آزمایش کوچک قرار می گیرد. مواد را کمی تکان دهید تا سفت شود و سپس در حمام روغن قرار دهید. دمای گلیسرول در حمام روغن تثبیت کننده کلسیم روی پی وی سی از قبل روی حدود 170 درجه سانتیگراد تنظیم شده است، به طوری که سطح بالایی مواد PVC در لوله آزمایش کوچک با سطح بالایی گلیسرول همسطح باشد. بالای لوله آزمایش کوچک یک پلاگین با یک لوله شیشه ای نازک قرار داده شده است و لوله شیشه ای از بالا به پایین شفاف است. کاغذ آزمایش قرمز کنگو رول شده و در زیر لوله شیشه ای قرار می گیرد، به طوری که لبه پایینی کاغذ آزمایش قرمز کنگو حدود سانتی متر از لبه بالایی مواد PVC فاصله دارد. پس از شروع آزمایش، زمان از قرار دادن نوار تست قرمز کنگو در لوله آزمایش تا آبی شدن آن که زمان پایداری حرارتی است را ثبت کنید. تئوری اصلی این آزمایش این است که پی وی سی در دمای حدود 170 درجه سانتیگراد به سرعت تجزیه می شود، اما به دلیل افزودن یک تثبیت کننده حرارت، از تجزیه آن جلوگیری می شود. با گذشت زمان، تثبیت کننده حرارت مصرف می شود. هنگامی که مصرف کامل شود، PVC به سرعت تجزیه شده و گاز HCl آزاد می کند. در این زمان، معرف قرمز کنگو در لوله آزمایش به دلیل واکنش آسان آن با HCl تغییر رنگ می دهد. زمان را در این زمان ثبت کنید و کارایی تثبیت کننده حرارت را بر اساس مدت زمان قضاوت کنید.
2. تست فر استاتیک
علاوه بر تثبیت کننده های روی کلسیم پی وی سی، نمونه های مخلوط پر سرعت پودر پی وی سی و سایر مواد کمکی پردازش (مانند روان کننده ها، اصلاح کننده های ضربه، پرکننده ها و غیره) را تهیه کنید. مقدار معینی از نمونه فوق را بردارید، تثبیت کننده های حرارتی مختلف را به نسبت معینی به تثبیت کننده کلسیم روی پی وی سی اضافه کنید، خوب مخلوط کنید و سپس به مخلوط دو چوب اضافه کنید.
آماده سازی قطعات آزمایشی روی میکسر عموماً بدون افزودن نرم کننده انجام می شود. دمای رول دوبل روی 160-180 درجه سانتیگراد تنظیم شده است و هنگام اضافه کردن نرم کننده ها، دمای رول معمولاً در حدود 140 درجه سانتیگراد است. با فشار دادن مکرر با دو چوب، یک نمونه پی وی سی یکنواخت به دست می آید و به دنبال آن برش داده می شود تا نمونه های PVC با اندازه معین حاوی تثبیت کننده های حرارتی مختلف به دست آید. قطعات مختلف آزمایش PVC را روی یک دستگاه ثابت قرار دهید و سپس آنها را در دمای ثابت (معمولاً 180 درجه سانتیگراد) فر قرار دهید. تغییر رنگ قطعات تست را هر 10 دقیقه یا 15 دقیقه تا زمانی که آنها سیاه شوند را یادداشت کنید.
از طریق آزمایش‌های پیری در کوره، می‌توان اثربخشی تثبیت‌کننده‌های حرارتی را بر پایداری حرارتی PVC تعیین کرد، به‌ویژه توانایی آن‌ها در سرکوب تغییرات رنگ. عموماً اعتقاد بر این است که وقتی PVC گرم می شود، رنگ متحمل یک سری تغییرات از روشن به تیره می شود، از جمله سفید زرد قهوه ای قهوه ای سیاه. وضعیت تخریب را می توان با رنگ پی وی سی در یک دوره زمانی مشخص تعیین کرد.
3. روش پتانسیل الکتریکی (روش رسانایی)
دستگاه آزمایشی عمدتاً از چهار قسمت تشکیل شده است. سمت راست یک دستگاه گاز بی اثر است که عموماً از نیتروژن و گاهی هوا نیز استفاده می کند. تفاوت این است که هنگام استفاده از محافظ نیتروژن، تثبیت کننده روی کلسیم PVC می تواند از تخریب زنجیره های مادر PVC ناشی از اکسیداسیون اکسیژن در هوا جلوگیری کند. دستگاه گرمایش تجربی به طور کلی یک حمام روغن در حدود 180 ℃ است. مخلوطی از PVC و تثبیت کننده های حرارتی در داخل حمام روغن قرار می گیرد. هنگامی که گاز HCl تولید می شود، همراه با گاز بی اثر وارد محلول NaOH در سمت چپ می شود. NaOH به سرعت HCl را جذب می کند و باعث می شود مقدار pH محلول تغییر کند. با ثبت تغییرات pH متر در طول زمان، می توان اثر تثبیت کننده های حرارتی مختلف را تعیین کرد. در نتایج تجربی، منحنی pH t حاصل از پردازش به یک دوره القایی و یک دوره رشد تقسیم می شود و طول دوره القاء با اثربخشی تثبیت کننده حرارت متفاوت است.
4. رئومتر گشتاور
رئومتر گشتاور یک ابزار معمولی در مقیاس کوچک است که پردازش واقعی PVC را شبیه‌سازی می‌کند. یک جعبه پردازش بسته در قسمت بیرونی دستگاه وجود دارد و دمای جعبه پردازش و سرعت دو غلتک داخلی را می توان از طریق رایانه متصل به دستگاه کنترل کرد. جرم ماده اضافه شده به رئومتر گشتاور معمولاً 60-80 گرم است که با توجه به مدل های مختلف ابزار متفاوت است. مراحل آزمایشی به شرح زیر است: مستربچ حاوی تثبیت کننده های حرارتی مختلف را از قبل آماده کنید، و فرمول اصلی مستربچ به طور کلی شامل ACR علاوه بر PVC CPE، CaCO3، TiO، روان کننده ها، و غیره است. رئومتر گشتاور از قبل روی دما تنظیم می شود. هنگامی که به دمای مشخص شده رسید و سرعت پایدار بود، مخلوط وزن شده به جعبه پردازش اضافه می شود، به سرعت بسته می شود و پارامترهای مختلف در رایانه متصل ثبت می شود که منحنی رئولوژیکی است. پس از فرآوری می توان ویژگی های ظاهری مختلفی از مواد اکسترود شده را نیز بدست آورد، مانند سفیدی، شکل گیری، صاف بودن و .... با استفاده از این پارامترها می توان پتانسیل صنعتی تثبیت کننده حرارتی مربوطه را تعیین کرد. یک تثبیت کننده حرارتی مناسب باید دارای گشتاور و زمان پلاستیک سازی مناسب بوده و محصول به خوبی با سفیدی بالا و سطح صاف شکل گرفته باشد. رئومتر گشتاور پل مناسبی بین تحقیقات آزمایشگاهی و تولید صنعتی در مقیاس بزرگ ایجاد کرده است.
5. تست رول دوتایی پویا
به عنوان یک نوع روش کمکی برای اندازه‌گیری دینامیکی اثر تثبیت‌کننده‌های حرارتی، غلتک‌های دوتایی دینامیک در غیاب رئومتر استفاده می‌شوند و ابزار پرس قرص غلتکی دوتایی در آزمایش انتخاب می‌شود. پودر مخلوط با سرعت بالا را به آن اضافه کنید و آن را فشار دهید تا شکل بگیرد. نمونه به دست آمده را به طور مکرر اکسترود کنید. تا زمانی که قطعه آزمایشی سیاه شود، مدت زمانی را که طول می کشد تا کاملاً سیاه شود ثبت کنید که به آن زمان سیاه شدن می گویند. تعیین اثر پایداری حرارتی تثبیت کننده های حرارتی مختلف بر روی PVC با مقایسه مدت زمان سیاه شدن.