EN
Механизм: Кальцийн карбонатын порош PVC-ийн хатуушгүйдлийг хэрхэн сайжруулдаг
PVC-ийн нүүрсүүдэд кальцийн карбонатын порош нэмж өгөх нь хатуушгүйдлийг дараах хоёр замаар сайжруулдаг: полимерын гуйлзуудыг хөдөлгүй болгож, хатуу наполнитель-ийн сүлжээ бүтээх; атомын хоорондын харилцан үйлдлийг сонгомол тохируулах, юуны үр дүнд хүчний дамжуулалт хамгийн их болж, материал индентацийн ба деформацийн төлөө төвөгтүй болж, түүний төвөгтүйдлийг нэмж өгдөг.
Хатуу наполнитель-ийн сүлжээг ашиглан полимерын гуйлзуудын хөдөлгүйдлийг хязгаарлах
Кальцийн карбонатын хэсгүүд ПВХ-д тархсан үед тэд эрс тэсрэх, эргэн тойрны полимер зангилааны хөдөлгөөнийг физикээр сааруулах хатуу багтаамж юм. Тодорхой ачаалалтай байх үед, ихэвчлэн пропорцийн хязгаарыг давсан тохиолдолд, цөмийн хэсэг нь давхар, ачаалал тээвэрлэх цогцолборыг бүрдүүлдэг. Энэ сүлжээ нь орон нутгийн хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг хязгаарлаж, PVC зангилааг гадаад хүчээр бие биедээ ухрахыг хориглодог. Үүний үр дүнд композит нь илүү хатуу, модуль, ургацтай тэмцэх чадварыг харуулдаг. Нэмэлт нь дарамтын төвлөрлийг багасгахын тулд дарамтын ачааллыг илүү том талбайд хувааж, үр өгөөжийг бууруулдаг. Хэт бага, сайн тархагдсан нэмэлтүүд ч гэсэн хэмжээний тогтвортой байдлыг эвдэрэхгүйгээр хатуу байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлж болно.
Нүүрний хэмжээний хуваарилалт, гадаргын хамааралны чухал үүрэг
Хатуушлын нэмэгдүүлэлт зөвхөн наполнитель-ийн хэмжээнд хамаарахгүй, араас нь бөөмсийн хэмжээний тархалт, дагуул холбогчоос хамаарна. Хүнд бөөмс — үүнд 1 мкм юм уу түүнээс бага хэмжээтнүүд — илүү нарийн тархалттай бөөмс нь полимер матриц дээрх хатуу наполнитель-т хүчний илүү үр дүнтэй дамжуулалтад нь хүртэл илүү их тодорхой гадаргуугийн талбайг үүсгэнэ. Гадаргуугийн бүрхүүл (жишээ нь: стеарин хүчил) PVC-тэй хамтран ажиллах чадварыг дээшлүүлж, бөөмсийн цуглуулалтыг саатуулж, нэдүүлэлтийн төдий л нүүрлүүлэлтийг хангана. Бүрхүүл дагуул холбогчоос хүчтэр болгох нь ачаалал үүсгэх үед холбогчоос салхууралтыг хамгийн бага түвшинд хадгалж, наполнитель-ийн сүлжээний бүтэн бүүрлүүлэлтийг хадгалж, цувааны хөдөлгөөнийг хязгаарлаж үлдээдэг. Харин хэт том юм уу муу холбогчоос бөөмс нь ачаалалын төвдүүлэлт, микро-хоосрогтой бүрхүүл үүсгэн, хатуушлын нэмэгдүүлэлтийг сулруулж үлдээдэг. Зөвхөн хэмжээ, гадаргуугийн хими удирдлагын хувьд сонгож хийгдсэн кальцийн карбонатын порош нь хатуушлын нэмэгдүүлэлтийг хамгийн их хэмжээнд хүртэл хадгалж, боловсруулалтын чадвар, хүчтэр чанарыг хадгалж үлдээдэг.
Эдийн засаг: Кальцийн карбонатын порош — үр дүнтэй PVC наполнитель
Хувиргагчийн хуурай бодисын орлогын стратеги: 15–30% кальцийн карбонатын порош нүүрсний түүхий эдийн зардлыг бууруулж буй
ПВХ-ийн холбогчийн 15–30% -ыг кальцийн карбонатын порошоор солих нь анхдагч материалуудын зардлыг бүтээмжийг алдамгүй бүрдүүлж, хатуулагийг хадгалж, хямдруулах нь баталгаажуулж, туршилтад орж, амжилттай ажиллаж ирсэн арга. Газар дээрх кальцийн карбонат нь ПВХ-ийн суспензийн зэрэглэлийн холбогчийн үнэс 1/10-аас бага, иймд солигдох нь их хямд. Хоолой, профиль хийцүүдийн экструзион үйлдвэрлэлд 25% дүүрүүлэгчийн агууламж нь холбогчийн зардлыг 18–22% хүртэл бүүрдүүлж (Plastics Economics, 2023). Түүний өндөр нягт ба доод түүлш шингээлт нь тогтвортой хайлан гүйдэлт шингэн чанарыг хадгалж, үнэтэй боловсруулалтын тусламжчидын шаардлагыг бүүрдүүлж. Стеарин хүчлийн давхарга покрыт ангилал нь үр дүнтэй тархалт хангаж, композитын бүтээмжийг сулруулж, жижиг хоосон огторгуйг үүсгэж, саад түүдүүлж. Оптимал бөлүүр төлөөлөл ба ачаа түүдүүлэлтийн чадварын хувьд 2–10 мкм хүртэлх бөлүүр хэмжээний хүрээ нь түүнд түүдүүлж. Полимерийн дөрөвнөөс нь нэгийг солих замаар холбогчийн нэг метр үйлдвэрлэлд анхдагч материалуудын зардлыг бүүрдүүлж, хатуу, стандартад нийцсэн бүтээд үйлдвэрлэж — үүнээс онцгой хэрэглээ нь хоолой, цонхны профиль гэх мэт үйлдвэрлэлийн хэмжээ их бүтээдүүд.
Экструзид үүсгэх үед нано түвшинд тунадагч кальцийн карбонатын (PCC) хэрэглээс энергийн хэмнэлт
Ультрашүүхэн хучилтсан кальцийн карбонат (PCC) нь 0,1 мкм-ээс доош үндсэн хэсгүүдтэй бөгөөд дулаан дамжуулалт сайжруулах, урсгалын вискозз байдлыг бууруулах замаар PVC экструзийн үеэр эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг. Түүний өндөр гадаргуу, тохируулсан морфологи нь цөмийн үүсгэгч агентлаг болж, кристалзлах үйл явцыг хурдасгаж, хурдан хүйтэнжих боломжийг олгодог бөгөөд шаардлагатай ургах температурыг 5 10 °C-иар бууруулдаг (Полимер боловсруулах, 2024). Энэ нь 20% PCC-ийг ашигласан хос буудалд 12-15% хөдөлгүүрний ачаалал буурдаг. Нэмэлт нэгдлийн дулааны дамжуулалт (0,35 0,40 W / m · K) нь цэвэр PVC (0,16 W / m · K) -ийн бараг хоёр дахин их бөгөөд илүү хурдан хүйтэнжих, хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалан 12% -иар өндөр шугам хурдтай байх боломжийг олгодог. Эдгээр сайжруулалт нь эцсийн бүтээгдэхүүний килограмм тутамд хэрэглэх цахилгаан эрчим хүчийг бууруулж, түүхий эдийн хэмнэлттэй нийцүүлэн хатуу ПВХ-ийн бүтцэд нийт 25-30%-ийн өртөг буурдаг.
Сонголт: Кальцийн карбонатын нунтаг ашиглан хатуушлын нэмэлт ба хүчдлийн төвдөрхийн тэнцвэржүүлэлт
Бөөмийн хэмжээний парадокс: Яагаад субмикрон кальцийн карбонатын нунтаг хэт харш байдлыг нэмэгдүүлж чадах вэ
Харин субмикрон кальцийн карбонатын нунтаг хатуушлыг нэмэгдүүлж, илүү шигд нүүрсний сүлжээ үүсгэж, хүчдлийн төвдөрхийн бүүрхүүлд парадоксал бууралт үүсгэж чадах. 1 мкм-аас бага хэмжээтэй бөөмс өндөр гадаргуугийн энергитай бөөмс бөөмсийн цуглуулан хүчдлийн жижиг төвдөрхийн центрийг үүсгэдэг. Хүчдлийн үйлчлэлд түүн доторх цуглуулан трещины үүслүүлдэг, энергийг шингээж чадахгүй — харш байдлын урьдчилан тодорхойлж чадах газар. Полимерийн туршилт пВХ-ийн нүүрсний хүчлийн кальцийн нанохэсгүүд 0,7 мкм хэмжээтнүүд нь 3 мкм хэмжээтнүүдтэй харьцуулж, төвдгөлт Ицодын нөлөөллийн хүчийг 28% багасгаж, харин хатуушлын үзүүрлэл 12% нэмэгдсэн бөлүүрт олж ирсэн. Үүнээс шалтгаалан, полимерын зузаан цахилгаан хүчлүүд хэтэрхий хөдөлгөнүүд бөлүүрт хөдөлгөнүүдийн дуктиль деформацийг ба энергийн диссипацыг хязгаарлаж буй. Хэтэрхий хатуушлыг бүүрхүүлэхүүнүүд нь гадаргуугийн бүүрхүүлт үлдэцүүд юм уу бимодал тархалт ашиглаж буй — жижиг хэсгүүд хатуушлыг нэмэгдүүлж, том хэсгүүд нь хэсгүүдийн хоорондын зайг хадгалж, матрицын дуктиль чанарыг хадгалж буй.
НӨАТ-ын хэсэг
ПВХ-д нүүрсний хүчлийн кальцийн нунтаг нэмэх үндсэн зорилго юу вэ?
Нүүрсний хүчлийн кальцийн нунтаг ПВХ-ийн хатуушлыг сайжруулж, полимерын зузаан цахилгаан хүчлүүдийг хөдөлгөнүүд бөлүүрт хөдөлгөнүүдийн сүлжээг бүүрхүүлж, хэсгүүд-матриц хоорондын харилцан үйлдлийг сайжруулж, хүчдлийн дамжуулалтыг сайжруулж буй.
Хэсгүүдийн хэмжээ ПВХ-д нүүрсний хүчлийн кальцийн үр дүнг яаж нөлөөлж буй?
Жижиг хэсгүүд нь илүү их тодорхой гадаргуугийн талбай ба илүү сайн тархалтаар хатуушлыг нэмэгдүүлж буй. Гэтэл, хэтэрхий жижиг хэмжээтнүүд нь хүчдлийн төвдгөлтүүдийг үүсгэж, нөлөөллийн төвдгөлтүүдийн хүчийг бууруулж буй.
Кальцийн карбонатын порош PVC-ийн үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулж чадах уу?
Тийм, PVC-ийн харилцан солигдох хувьсгүрэд 15–30% кальцийн карбонатын порош хэрэглэх нь анхдагч материалд зарцуулж буй зардлыг тодорхой хэмжээгүй бууруулж, энергийн хэрэглээг бууруулж, экструзион үйлдвэрлэлийн үр дүнг сайжруулж чадна.