مقالات ومطالب خواندنی

هر آنچه در مورد درب و پنجره دوجداره

فرمولاسیون پروفیل upvc

فرمولاسیون و مواد اولیه پروفیل upvc

فرمولاسیون پروفیل upvc چیست؟ مواد اولیه تشکیل دهنده پروفیل upvc از کجا تهیه می شود؟...

مواد تشکیل دهنده upvcفرمولاسیون پروفیل upvc

مواد تشکیل دهنده پروفیل upvc یوپی وی سی Unplasticised Poly Vinyl Chloride  و همچنین کیفیت مواد اولیه پروفیل upvc پایه و اساس کیفیت و طول عمر پنجره دوجداره است. بنابراین فرمول پروفیل upvc بکار گرفته شده برای تولید محصولات پنجره upvc نقش مهمی در کیفیت و طول عمر پنجره دارند. همانطور که بیان کردیم (مقاله تفاوت پنجره pvc و upvc) نوع و ترکیبات مواداولیه برای ساخت pvc و upvc بطورتقریبی یکسان است و در انتهای فرایند تولید تفاوت دارند. در واقع upvc یک pvc سخت (فاقد مواد نرم کننده) است. در این مطلب به مواد تشکیل دهنده و فرمول پروفیل pvc را معرفی می کنیم.
پی وی سی PVC محصولی بر پایه دو منبع طبیعی زمین یعنی نمک و نفت است. الکترولیز آب نمک علاوه بر سود سوزآور و هیدروژن باعث تولید کلر می شود. هنگامی که نفت تصفیه می شود، اتیلن را می توان از نفتا به دست آورد. کلر و اتیلن را می توان برای تشکیل مونومر، وینیل کلرید ترکیب کرد. پی وی سی از پلیمریزاسیون وینیل کلرید حاصل می شود.
پی وی سی به دلیل پایداری حرارتی بسیار کم و ویسکوزیته مذاب بالا نمی تواند به تنهایی مورد استفاده قرارگیرد. بنابراین، لازم است تعدادی از افزودنی‌های مناسب و مواد اولیه دیگر upvc را با پلیمر ترکیب کنیم تا طیف وسیع و متنوعی از خواص را ارائه دهیم. این ترکیبات موج خواص منحصر به فرد pvc و upvc خواهد شد، موجب دوام بالا (85 درصد در کاربردهای عمر متوسط تا بلندمدت استفاده می شود) همچنین به دلیل مقرون به صرفه بودن، pvc را به دومین پلاستیک مورد استفاده تبدیل کرده است. pvc از اصلی ترین موادخام پروفیل یو پی وی سی است که قیمت آن بدلیل صادرات، با دلار افزایش و کاهش پیدا می کند. این ماده را می توان از پالایشگاه ها و پتروشیمی های داخل کشور تهیه کرد.

نوع ترکیبات پی وی سی

مواد اولیه پروفیل upvc پی وی سی بر اساس ترکیب پلیمر و مواد افزودنی تشکیل شده است. این ترکیب با مخلوط کردن دقیق مواد با یکدیگر تولید می شود که متعاقباً تحت تأثیر گرما و برش به ماده ژل شده تبدیل می شود. بسته به نوع PVC و مواد افزودنی، ترکیب قبل از ژل شدن می تواند پودری با ترکیب خشک و یا مایع به شکل خمیر یا محلول باشد.
ترکیبات PVC با استفاده از نرم کننده ها به مواد انعطاف پذیری که معمولاً PVC-P نامیده می شوند، فرموله کرد  و ترکیبات بدون نرم کننده برای کاربردهای سفت و سخت Upvc نامیده می شوند.

 

مواد اولیه تشکیل دهنده  UPVC

مواد اولیه طبق فرمولاسیون upvc عمدتاً به PVC اضافه می‌شوند تا ویژگی‌های همجوشی و جریان مذاب را در مرحله پردازش بهبود بخشند. سطوح افزودن معمولاً از 1 تا 6 در ساعت است که منجر به بهبود در خروجی و پرداخت سطح می شود. شفافیت را می توان در فرمول های شفاف نیز بهبود بخشید. از نظر شیمیایی، این محصولات متیل متاکریلات با وزن مولکولی بالا و کوپلیمرهای آلکیل آکریلات هستند. در زیر به معرفی این مواد و کاربرد آن در ساختار پروفیل upvc می پردازیم، همچنین مقدار pphr هر ماده در ترکیبات upvc را در تصویر مشاهده می کنید:

اصلاح کننده های ضربه

یو پی وی سی اصلاح نشده مقاومت ضربه ای نسبتاً ضعیفی در دماهای محیط و کمتر از آن دارد و گنجاندن یک اصلاح کننده ضربه به طور قابل توجهی عملکرد آن را بهبود می بخشد. نمونه هایی از انواع مختلف اصلاح کننده ضربه که می توانند به فرمولاسیون PVC اضافه شوند به شرح زیر است:

  • ترکیب مواد تشکیل دهنده upvcمتیل متاکریلات-بوتادین-استایرن ترپلیمر (MBS)
  • کوپلیمر آکریلات-پلی متاکریلات (اکریلیک)
  • پلی اتیلن کلر (CPE)
  • ترپلیمر اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS).

سطوح افزودن اصلاح کننده ضربه  معمولاً بین 5-12 phr است و ترکیب آنها می تواند بر ژل شدن و ویسکوزیته مذاب تأثیر بگذارد. با داشتن سازگاری محدود با PVC، اعتقاد بر این است که بهبود ضربه از طریق قطع مورفولوژی همگن در یک ساختار ناهمگن حاصل می شود. یک فاز پراکنده در ماتریس PVC تشکیل می شود که برای انتشار ترک انسداد ایجاد می کند و به عنوان یک جاذب انرژی داخلی عمل می کند.
اصلاح‌کننده‌های اکریلیک دارای ویژگی‌های پردازشی خوبی هستند که با کاهش تورم قالب و پایداری خوب در هوای بیرونی مرتبط است. استفاده از آنها در پروفیل upvc پنجره دوجداره به خوبی مستند شده است.
اصلاح کننده های ضربه CPE حاوی حدود 35 درصد کلر هستند و ماهیت گرمانرم دارند. با نقطه ذوب مشابه PVC، در ابتدا ساختار شبکه ای را تشکیل می دهند که در فرآیند پردازش به ساختار ذرات تبدیل می شود. آنها همچنین قابلیت پردازش خوب و عملکرد هوازدگی عالی دارند. در نتیجه از آنها برای پروفیل upvc پنجره استفاده می شود.
اصلاح کننده های ضربه MBS در طیف گسترده ای از کاربردها، به ویژه برای بسته بندی شفاف استفاده می شود، زیرا ضریب شکست آنها بین PVC و اصلاح کننده مشابه است. آنها برای برنامه های کاربردی در فضای باز مناسب نیستند. رفتار ضربه ای آنها از نظر انتقال شکل پذیر/شکننده مطالعه شده است.

اصلاح‌کننده‌های ترپلیمر ABS همچنین کاربردهای شفاف چاه را پردازش می‌کنند که باعث سفیدی کم چین و مقاومت شیمیایی عالی می‌شود. دمای اعوجاج حرارتی ترکیب اصلاح شده ABS می تواند در مقایسه با MBS اصلاح شده بالاتر باشد. آنها همچنین برای کاربردهای خارج از منزل مناسب نیستند.

 

تغییر دمای اعوجاج حرارتی

یکی از معایب اصلی PVC دمای نسبتا پایین سرویس آن (60-70 درجه سانتیگراد) است و افزودن سطوح بالای برخی از پلیمرها می تواند دمای اعوجاج حرارتی و نقطه نرم شدن را بهبود بخشد. نمونه ای از چنین پلیمری کوپلیمر آلفامتیل استایرن-اکریلونیتریل است. پلیمر AMSAN-ABS را می توان به عنوان یک اصلاح کننده حرارت و ضربه ترکیبی استفاده کرد.
 

روان کننده Upvc

روان کننده ها به طور کلاسیک به دو صورت عمل می کنند
(1) برای کاهش اصطکاک بین سطوح مذاب پلیمر و سطوح فلز داغ در طول پردازش
(2) به صورت داخلی برای کاهش نیروهای اصطکاک در ماتریس پلیمری و در نتیجه کاهش ویسکوزیته موثر
روان کننده های خارجی، طبق تعریف، سازگاری ضعیفی با PVC دارند. روان کننده های داخلی سازگارتر هستند و قطبیت بالایی دارند. هر دو نوع برای پردازش فرمولاسیون upvc ضروری هستند. در عمل، اکثر روان کننده ها دارای ویژگی های خارجی و داخلی هستند، اما نسبت یکی به دیگری در نحوه عملکرد آنها متفاوت است. با این حال، تعادل صحیح و نوع سطح داخلی به خارجی و افزودنی به دلیل تأثیر بر سطح ژل شدن، صفحه خارج شدن مواد ناسازگار در قالب و تجهیزات کالیبراسیون و خواص فیزیکی بسیار مهم است.
روان کننده های خارجی معمولی موم پارافین، موم پلی اتیلن، موم پلی اتیلن اکسید شده و اسید استئاریک هستند. روان کننده های قوی داخلی معمولی استرهای گلیسرول و اسیدهای چرب هستند. استئارات کلسیم در جایی بین داخلی و خارجی، بسته به میزان افزودن، عمل می کند. همچنین به عنوان یک جاذب اسید عمل می کند.
پرکننده ها

برای اکثر کاربردهای  upvc و PVCP، پرکننده ها در درجه اول برای کاهش هزینه فرمولاسیون اضافه می شوند، اما برخی نیز برای افزایش خواص و عملکرد استفاده می شوند. تعادلی بین منافع هزینه و هر گونه زوال قابل قبولی در خواص فیزیکی که می تواند منجر شود وجود دارد. تراکم محصول نهایی البته در سطوح پرکننده بالاتر افزایش می یابد. یکی دیگر از جنبه های مهم تأثیر بر پردازش با توجه به خروجی، صفحه بیرونی و پرداخت سطح است.
ترکیبات پروفیل upvc
  • کربنات کلسیم

کربنات کلسیم (همچنین به عنوان گچ شناخته می شود) رایج ترین پرکننده برای PVC است. این ماده به عنوان کانی کلسیت استخراج می شود و تا محدوده اندازه ذرات خاص آسیاب می شود. همچنین ممکن است از محلول رسوب کند تا اندازه ذرات ریز مناسب برای استفاده در مناطق با کارایی بالا ایجاد شود. اندازه ذرات برای برخی از کاربردها مهم است.
که نیاز به عملکرد خوب هوازدگی و ضربه پروفیل یوپی وی سی پنجره دارد، معمولاً از نسخه طبیعی آسیاب شده فوق ریز، سفیدی بالا استفاده می شود.
استفاده بیش از حد از این ماده موجب کاهش قیمت محصول می شود اما بر کیفیت نیز اثر منفی می‌گذارد. یکی از دلایل کاهش قیمت پروفیل upvc استفاده از این ماده است..

برای سهولت پراکندگی، پرکننده معمولاً با اسید استئاریک پوشانده می شود. همچنین ادعا می‌شود که کربنات‌های کلسیم بسیار ریز و رسوب‌شده، تأثیر مثبتی بر خواص ضربه‌ای در فرمول‌های اصلاح‌شده با ضربه دارند. سایش ساینده کربنات کلسیم در تجهیزات فرآوری مذاب قابل توجه نیست اما با افزایش سطوح افزایش می یابد.

فیلرها مقاومت، الاستیسیته، چروکیدگی و سایر خواص محصول نهایی را تحت تاثیر قرار می دهند. نانو ذرات کربنات کلسیم به صورت تجاری در دسترس هستند و ادعا می شود که روشی مقرون به صرفه برای افزایش مقاومت ضربه ای ارائه می دهند. استفاده از آنها در یو پی وی سی اصلاح شده ضربه ای خواص مکانیکی را بهبود بخشیده است.

پرکننده های چوب / الیاف / کامپوزیت های آرد
استفاده از پرکننده های چوب به طور قابل توجهی به ویژه در ایالات متحده آمریکا گسترش یافته است. در مقایسه با محصولات سنتی، پی وی سی پر شده با چوب، مقاومت بالایی در برابر هوا دارد و می توان از آن به عنوان چوب استفاده کرد. تجزیه و تحلیل المان محدود، دوام ضربه، برای ایجاد ضخامت دیواره پروفیل بهینه برای مقاومت در برابر ضربه برای PVC حاوی 60٪ فیبر چوب انجام شده است.

استفاده از CPE به عنوان یک سازگار کننده در موادخام upvc، برای کامپوزیت های حاوی 25% و 40% آرد چوب، با بهبود مقاومت مذاب و سطح بهبود یافته نشان داده شده است. تست عملکرد هوازدگی اشعه ماوراء بنفش تسریع شده نشان داد که آرد چوب کروموفورهای موثری است زیرا باعث تسریع تخریب ماتریس پلیمری می شود.
  • مواد خام پروفیل upvcپرکننده های دیگر

بسته به منطقه جغرافیایی، پرکننده های سنگ مرمر زمین، برخی با عملیات سطحی، برای استفاده در مواداولیه upvc و PVC-P استفاده می شود. دولومیت آسیاب شده (کربنات کلسیم منیزیم) و پرکننده های سنگ آهک نیز استفاده می شود.

تالک در ترکیبات پی وی سی کلندری برای افزایش پیوستگی مذاب و مدول مواد نهایی استفاده شده است. پرکننده های سلولزی، با و بدون عملیات جفت کننده سیلان، در سطوح مختلف بررسی شده اند که نشان دهنده افزایش خواص فیزیکی و ویسکوزیته است. عوامل جفت کننده سیلان نیز برای تقویت بین صورت کامپوزیت های PVC-P/سیلیکا استفاده شده است. خاک رس کائولن کلسینه شده را می توان در کفش (بهبود مقاومت در برابر سایش) و کابل (خواص عایق بهبود یافته) استفاده کرد.

پرکننده معدنی سیلیکات کلسیم به عنوان قرار دادن کربنات کلسیم در ترکیب کابل عایق اولیه پیشنهاد شده است. سولفات کلسیم کلسینه شده برای جایگزینی موثر کربنات کلسیم در عایق کابل پیشنهاد شده است.

کائولن در فرمولاسیون پلاستیزول کاربرد دارد که کنترل رئولوژیکی خوبی دارد. در این قسمت از کربنات کلسیم نیز استفاده می شود. جایگزینی برای کربنات کلسیم، فیلیت، ارزیابی شده است. این ماده که حاوی کوارتز، مسکویت و کائولینیت است، بر اساس ویسکوزیته خمیر، رفتار ژل شدن و همجوشی و خواص مکانیکی مشخص شد.

بازدارنده های شعله (FR) و سرکوب کننده های دود (SS)

فرمولاسیون upvc به دلیل محتوای کلر، اشتعال پذیری کمی دارد. اما افزودن نرم کننده در فرمولاسیون PVC-P استفاده از مواد افزودنی بازدارنده شعله و سرکوب کننده دود را ضروری می کند.
 

رنگدانه پروفیل upvc

رنگدانه های پی وی سی باید از نظر حرارتی و نور پایدار باشند، پراکندگی خوبی داشته باشند و با فرمولاسیون پروفیل سازگار باشند. رنگدانه های غیر آلی رایج ترین نوع هستند. رنگدانه های دی اکسید تیتانیومTiO2  برای ایجاد سفیدی و شفافیت "روشن" استفاده می شود. گریدهای خاص دی اکسید تیتانیوم در مواد تشکیل دهنده  upvcاستفاده می شود و به عملکرد هوازدگی در فضای باز و عدم ایجاد رنگ پریدگی در اثر اشعه UV خورشید کمک می کند. دی اکسید تیتانیوم علاوه بر باز تابش اشعه ماورای بنفش باعث تنظیم شفافیت رنگ پروفیل هم خواهد شد.
گونه های فرار تولید شده در طول تابش UV یک پروفیل پنجره یو پی وی سی رنگدانه سفید به عنوان تابعی از زمان تابش اندازه گیری شده اند. نرخ تبخیر ترکیبات آلی و کلرو آلی با زمان تابش به شدت کاهش یافت. این افت به پیوند متقابل سطح تابش شده نسبت داده شد که دچار کمبود کلر در رنگدانه TiO2 شد.

صورتی شدن پروفیل یو پی وی سی در شرایط آب و هوایی ملایم در سرویس مشاهده شده است. این با تشکیل توالی‌های پلی‌ن توضیح داده شده است که تحت شرایط گرسنگی اکسیژن کاملاً به‌صورت اکسیداتیو سفید نشده‌اند. یک آزمون پیش بینی طراحی و تایید شده است.
اثرات تیمارهای سطحی مختلف بر روی TiO2 بر روی این پارامترها مورد بررسی قرار گرفته است، با این نتیجه که میزان و نوع تیمار آلومینا قابل توجه است.
آلومینوسیلیکات‌ها، به‌عنوان گسترش‌دهنده رنگدانه برای جایگزینی جزئی TiO2 در پلاستیزول‌ها، با حفظ سفیدی و کاهش درخشندگی سطح مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

 

عوامل دمیدن

مواد دمنده جامد موادی هستند که تجزیه می شوند تا گازهایی را در دماهای خاص آزاد کنند که با ویسکوزیته مذاب مناسب لازم برای حفظ ساختار ترکیب مطابقت دارد. دو نوع اصلی درمواد خام پروفیل upvc وجود دارد:
(1) آزودی کربنامید که طبیعت گرمازا دارد و تجزیه می شود و عمدتاً گاز نیتروژن می دهد و
(2) بی کربنات سدیم که گرماگیر است و بنابراین با آزاد شدن گاز دی اکسید کربن گرما را جذب می کند. گریدهای مختلفی برای مناسب با کاربردهای خاص در دسترس هستند و هر دو دارای توزیع اندازه ذرات به خوبی کنترل شده هستند. ترکیبات آزو را می توان به طور ویژه فرموله کرد تا شامل یک عامل فعال کننده باشد که تجزیه را کاتالیز می کند و بنابراین کل گاز تکامل یافته را افزایش می دهد.
فرمولاسیون Upvc حاوی بی کربنات سدیم هستند و نتایج تحقیق در مورد کنترل سرعت تکامل گاز و حرارت تجزیه در دسترس است.

 

آنتی اکسیدان ها و تثبیت کننده های نور

آنتی اکسیدان های اولیه، مانند فنل های بازدارنده، به عنوان پاک کننده های موثر رادیکال برای محافظت از مواد PVC در طول پردازش و استفاده (جلوگیری از تخریب عکس) عمل می کنند. فسفیت ها و تیوسنرژیست ها نیز به عنوان آنتی اکسیدان های ثانویه برای افزایش کارایی آنتی اکسیدان اولیه با کاهش واسطه های اکسیداسیون استفاده می شوند. اینها را می توان در سطوح بسیار پایین در مرحله پلیمریزاسیون و در ترکیب با بسته تثبیت کننده در مرحله اختلاط اضافه کرد.
تثبیت کننده های نور نیز از تخریب عکس جلوگیری می کنند. جاذب های UV مانند هیدروکسی بنزوفنون یا
انواع هیدروکسی فنیل تری آزول با جذب و اتلاف اشعه UV قبل از تخریب بالقوه پلیمر عمل می کنند. هیچ تغییر شیمیایی دائمی رخ نمی دهد، بنابراین فعالیت حفظ می شود. تثبیت کننده های نور آمین مانع (HALS) نیز استفاده می شود، اما فعالیت آنها به خوبی شناخته نشده است.
سیانواکریلات ها به عنوان طیف جدیدی از جاذب های UV برای PVC و سایر پلاستیک ها پیشنهاد شده اند.

 

مطالب دیگر

Footer Logo

شرکت آرکوین تولید کننده درب و پنجره دوجداره، با استفاده از تکنولوژی و ماشین آلات هوشمند و به روز دنیا...

تماس با ما

آدرس:
میدان آرژانتین، خ الوند، پ 41

88783212
88797948
info(at)arkowin.com

تلفن همراه :
09124160116

شنبه تا چهارشنبه،9صبح تا 6 عصر
پنجشنبه ها: 9صبح تا 4عصر

ارتباط با ما

شروع چت واتس آپ
شروع چت تلگرام
یوتیوب