بازدهی فرمول یک محصول پایه PVC را چگونه ارزیابی کنیم؟

دنیای PVC به عنوان یکی از 3 پلاستیک پر مصرف در دنیا، آنقدر بزرگ است که می توان هزاران صفحه در مورد نکات فنی مرتبط با افزودنی ها و فرمولاسیون های قطعات مختلف آن نوشت. در حدود 20 سال پیش که تنوع استابلایزرهای حرارتی، کمک فرایندها، نرم کننده و … به زحمت به تعداد انگشتان دست می رسید، تصور مهندسین طراح فرمول قطعات مبتنی بر PVC، استفاده حداکثری از افزودنی ها بود. برای مثال میزان مصرف استابلایزرهای سربی هرچقدر بالاتر می رفت، پایداری حرارتی محصول بیشتر می شد و رویکرد به سمت استفاده بیشتر از افزودنی ها بود. اما تا به امروز چهار اتفاق مهم در این حوزه رخ داده است که مهندسین را مجبور می کند افزودنی مطابق با الزامات کاربری را انتخاب کنند و درصد بهینه ای از آن را در فرمولاسیون قرار دهند. این چهار اتفاق عبارتند از:

• توجه فعالان محیط زیست به منابع مخرب و آلوده کننده ( مانند استابلایزرهای حرارتی سربی)
• ایجاد رقابت قیمتی شدید در محصولات
• متولد شدن افزودنی های جدیدی که درصد بهینه مصرف دارند و در صورت افزایش غلظت اثرات جانبی به جای می گذارند. ( مانند استابلایزرهای حرارتی پایه روی)
• وضع استانداردهای خاص عملکردی برای هر محصول

بنابراین برایند این موارد مهندسین فعال در واحدهای تحقیق و توسعه را به سمت طراحی روش هایی برای ارزیابی و آزمون کارایی افزودنی ها، و همچنین بدست آوردن درصد بهینه مصرف آن ها سوق داده است. تلاش می کنیم در این بخش و قسمت های بعدی آن، مهمترین آزمون هایی را که برای ارزیابی کارایی افزودنی های مورد مصرف در صنعت PVC به می روند، معرفی کنیم. با این بخش به عنوان مقدمه این موضوع همراه باشید.

در مرحله اول و قبل از ارزیابی هر یک از خواص، بایستی نمونه مناسب تولید شود. برای این کار می توان از مخلوط کن های داخلی (Internal Mixer) مقیاس آزمایشگاهی استفاده کرد. بایستی تمامی اجزا را آماده کرد و برای مدت زمان 5 تا 8 دقیقه در مخلوط کن داخلی قرار داد. دمای کامپاند در این حالت به حدود 90 تا 130 درجه سانتیگراد می رسد. همچنین از فرمول زیر برای محاسبه وزن کامپاند مورد نیاز استفاده می شود:

OFL= 0.7 V BD

OFL:Optimum Filling Level, V: Mixer Volume, BD: Bulk Density of Dry Blend

پس از پایان زمان اختلاط کامپاند خروجی را می توان در دمای 15 تا 30 درجه سانتیگراد خنک کرد. به منظور دستیابی به نتایج تکرار پذیر بهتر است 24 ساعت به نمونه خروجی از مخلوط کن داخلی استراحت داده شود.

دومین روش کاربردی و مهم برای تهیه نمونه های لازم برای آزمون ها، استفاده از غلتک است. به کمک روش شکل دهی با غلتک می توان به راحتی اجزای مورد نیاز فرمولاسیون را با یکدیگر مخلوط کرد و به کمک غلتک آن ها را به فیلم پلیمری تبدیل کرد. در این حالت دمای غلتک در حدود 150 تا 190 درجه سانتیگراد می تواند باشد و زمان اختلاط 3 تا 5 دقیقه ای با توجه به نوع کامپاند مناسب است.

توصیه می شود روش مخلوط کن داخلی برای کامپاندهای سخت PVC و روش غلتک، برای کامپاندهای حاوی نرم کننده استفاده شود. حالا که روش های تهیه نمونه معرفی شدند آماده ایم تا در بخش های بعدی با روش های ارزیابی عملکرد افزودنی ها آشنا شویم.

درباره نویسنده

کارشناسان پلیمر پیشرفته دانا

شرکت پلیمر پیشرفته دانا فعالیت خود را در سال ۱۳۸۵ و به عنوان یک شرکت دانش محور در حوزه تولید و تأمین مواد اولیه پلیمری با عملکرد بین‌المللی و به ویژه با تمرکز بر منطقه خاورمیانه آغاز نموده است.
با توجه به اقبال روز افزون علاقه مندان به صنعت پلیمر جهت کسب اطلاعات به روز در صنعت پلیمر این شرکت با راه اندازی واحد تولید محتوای خود اقدام به تولید محتوای فارسی در زمینه صنعت پلیمر نمود.

See author's posts