Các sản phẩm hoàn thiện từ PVC được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Việc đánh giá và kiểm tra chất ổn định canxi kẽm trong PVC đòi hỏi các phương pháp khác nhau tùy thuộc vào hiệu suất của chúng. Nhìn chung, có hai phương pháp chính: tĩnh và động. Phương pháp tĩnh bao gồm phương pháp giấy thử Congo đỏ, thử nghiệm lò nung lão hóa và phương pháp sức điện động, trong khi phương pháp động bao gồm thử nghiệm lưu biến kế momen xoắn và thử nghiệm lăn kép động.
1. Phương pháp thử nghiệm giấy Congo Red
Sử dụng bể dầu có chứa glycerol, trộn đều PVC cần thử nghiệm với chất ổn định nhiệt và cho vào ống nghiệm nhỏ. Lắc nhẹ hỗn hợp để làm cho nó cứng lại, sau đó đặt vào bể dầu. Nhiệt độ của glycerol trong bể dầu ổn định PVC-kẽm canxi được điều chỉnh trước ở khoảng 170 ℃, sao cho bề mặt trên của vật liệu PVC trong ống nghiệm nhỏ ngang bằng với bề mặt trên của glycerol. Đặt một nút có ống thủy tinh mỏng phía trên ống nghiệm nhỏ, sao cho ống thủy tinh trong suốt từ trên xuống dưới. Cuộn giấy thử Congo đỏ và đặt bên dưới ống thủy tinh, sao cho mép dưới của giấy thử Congo đỏ cách mép trên của vật liệu PVC khoảng cm. Sau khi bắt đầu thí nghiệm, ghi lại thời gian từ khi đặt giấy thử Congo đỏ vào ống nghiệm đến khi nó chuyển sang màu xanh lam, đó là thời gian ổn định nhiệt. Lý thuyết cơ bản của thí nghiệm này là PVC sẽ phân hủy nhanh chóng ở nhiệt độ khoảng 170 ℃, nhưng do có thêm chất ổn định nhiệt, quá trình phân hủy bị ức chế. Theo thời gian, chất ổn định nhiệt sẽ bị tiêu thụ. Khi quá trình tiêu thụ hoàn tất, PVC sẽ phân hủy nhanh chóng và giải phóng khí HCl. Lúc này, thuốc thử Congo red trong ống nghiệm sẽ đổi màu do phản ứng dễ dàng với HCl. Ghi lại thời gian tại thời điểm này và đánh giá hiệu quả của chất ổn định nhiệt dựa trên khoảng thời gian đã trôi qua.
2. Thử nghiệm tĩnh trong lò nung
Chuẩn bị các mẫu hỗn hợp tốc độ cao gồm bột PVC và các chất phụ gia xử lý khác (như chất bôi trơn, chất cải thiện độ bền va đập, chất độn, v.v.) ngoài chất ổn định canxi kẽm PVC. Lấy một lượng nhất định mẫu trên, thêm các chất ổn định nhiệt khác nhau vào chất ổn định canxi kẽm PVC theo tỷ lệ nhất định, trộn đều, sau đó cho vào hỗn hợp keo dán kép.
Việc chuẩn bị các mẫu thử trên máy trộn thường được thực hiện mà không cần thêm chất hóa dẻo. Nhiệt độ trục lăn kép được đặt ở mức 160-180 ℃, và khi thêm chất hóa dẻo, nhiệt độ trục lăn thường ở khoảng 140 ℃. Bằng cách ép nhiều lần bằng hai thanh que, sẽ thu được mẫu PVC đồng nhất, sau đó cắt để thu được các mẫu PVC có kích thước nhất định chứa các chất ổn định nhiệt khác nhau. Đặt các mẫu thử PVC khác nhau lên một thiết bị cố định và sau đó đặt chúng vào lò nung ở nhiệt độ không đổi (thường là 180 ℃). Ghi lại sự thay đổi màu sắc của các mẫu thử sau mỗi 10 phút hoặc 15 phút cho đến khi chúng chuyển sang màu đen.
Thông qua các thử nghiệm lão hóa trong lò nung, hiệu quả của chất ổn định nhiệt đối với độ ổn định nhiệt của PVC có thể được xác định, đặc biệt là khả năng ngăn chặn sự thay đổi màu sắc. Người ta thường cho rằng khi PVC bị nung nóng, màu sắc sẽ trải qua một loạt các thay đổi từ nhạt đến đậm, bao gồm trắng, vàng, nâu, đen. Tình trạng xuống cấp có thể được xác định bằng màu sắc của PVC sau một khoảng thời gian nhất định.
3. Phương pháp điện thế (phương pháp độ dẫn điện)
Thiết bị thí nghiệm chủ yếu gồm bốn phần. Phía bên phải là thiết bị khí trơ, thường sử dụng nitơ, nhưng đôi khi cũng dùng không khí. Điểm khác biệt là khi sử dụng khí nitơ bảo vệ, chất ổn định canxi kẽm PVC có thể tránh được sự phân hủy chuỗi chính PVC do quá trình oxy hóa oxy trong không khí gây ra. Thiết bị gia nhiệt thí nghiệm thường là bể dầu ở nhiệt độ khoảng 180 ℃. Hỗn hợp PVC và chất ổn định nhiệt được đặt bên trong bể dầu. Khi khí HCl được tạo ra, nó sẽ đi vào dung dịch NaOH ở phía bên trái cùng với khí trơ. NaOH nhanh chóng hấp thụ HCl, làm thay đổi giá trị pH của dung dịch. Bằng cách ghi lại sự thay đổi của máy đo pH theo thời gian, có thể xác định được hiệu quả của các chất ổn định nhiệt khác nhau. Trong kết quả thí nghiệm, đường cong pH-t thu được sau quá trình xử lý được chia thành giai đoạn cảm ứng và giai đoạn tăng trưởng, và độ dài của giai đoạn cảm ứng thay đổi tùy thuộc vào hiệu quả của chất ổn định nhiệt.
4. Máy đo độ nhớt momen xoắn
Máy đo độ nhớt momen xoắn là một thiết bị nhỏ điển hình mô phỏng quá trình gia công thực tế của PVC. Bên ngoài thiết bị có một hộp xử lý kín, và nhiệt độ của hộp xử lý cũng như tốc độ của hai con lăn bên trong có thể được điều khiển thông qua máy tính kết nối với thiết bị. Khối lượng vật liệu thêm vào máy đo độ nhớt momen xoắn thường là 60-80 g, tùy thuộc vào từng loại thiết bị. Các bước thí nghiệm như sau: chuẩn bị trước hỗn hợp chính chứa các chất ổn định nhiệt khác nhau, công thức hỗn hợp chính cơ bản thường bao gồm ACR ngoài PVC, CPE, CaCO3, TiO2, chất bôi trơn, v.v. Cài đặt nhiệt độ cho máy đo độ nhớt momen xoắn trước. Khi đạt đến nhiệt độ quy định và tốc độ ổn định, hỗn hợp đã cân được thêm vào hộp xử lý, nhanh chóng đóng kín, và các thông số khác nhau được ghi lại trên máy tính kết nối, đó chính là đường cong độ nhớt. Sau quá trình xử lý, có thể thu được các đặc điểm ngoại quan khác nhau của vật liệu ép đùn, chẳng hạn như độ trắng, độ định hình, độ mịn, v.v. Bằng cách sử dụng các thông số này, có thể xác định tiềm năng công nghiệp của chất ổn định nhiệt tương ứng. Một chất ổn định nhiệt phù hợp cần có mô-men xoắn và thời gian hóa dẻo thích hợp, và sản phẩm phải có hình dạng tốt với độ trắng cao và bề mặt mịn. Máy đo mô-men xoắn đã tạo ra một cầu nối thuận tiện giữa nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
5. Thử nghiệm cuộn kép động
Để hỗ trợ đo động học tác dụng của chất ổn định nhiệt, trong trường hợp không có máy đo độ nhớt, người ta sử dụng con lăn kép động, và chọn dụng cụ ép viên nén con lăn kép trong thí nghiệm. Cho bột hỗn hợp tốc độ cao vào dụng cụ và ép thành hình. Lặp lại quá trình ép mẫu thu được. Ghi lại thời gian cần thiết để mẫu chuyển sang màu đen hoàn toàn, gọi là thời gian đen hóa, cho đến khi mẫu thử chuyển sang màu đen. Mục đích là để xác định tác dụng ổn định nhiệt của các chất ổn định nhiệt khác nhau trên PVC bằng cách so sánh thời gian đen hóa.
Thời gian đăng bài: 20/06/2024
