Вы открыли лист с рецептурой на основе DINP, посмотрели на строку, содержащую DOA, и спросили, можно ли добавить его в той же пропорции (phr). Честный ответ — нет. DOA — это вторичный пластификатор с ограниченной совместимостью с ПВХ, и как только он попадает в смесь, все ваши стабилизаторы, смазки и наполнители начинают изменяться вместе с ним.
Перед добавлением в смеситель проверьте четыре параметра сопряженных добавок: соотношение сопластификаторов, пара стабилизаторов, диапазон смазывающих свойств и покрытие наполнителем. Сравните каждый параметр с признаками дефектов, которые он выявляет при неверных расчетах.
Как DOA сочетается с DINP и другими сопластификаторами
Жесткий предел содержания дезактивированного пластика (DOA) в ПВХ-компаунде составляет примерно 25% от общей массы пластификатора — превышение этого значения приводит к появлению выделений на гибких деталях в течение нескольких дней. Алифатические адипаты обладают умеренной или плохой совместимостью с ПВХ по сравнению с фталатами, поэтому они занимают место вторичных пластификаторов, а не первичных. DINP, напротив, используется в качестве первичной фракции без эквивалентного предела.
Для ПВХ проводов и кабелей, работающих в холодном режиме, рабочая смесь имеет приблизительно следующий вид: DINP:DOA = 2:1 — две трети фталата, одна треть адипата от общего количества пластификатора (50-60 частей на 100 частей смолы). В эталонной рецептуре проводов/кабелей ChemCeed общее количество пластификатора составляет 20-50 частей на 100 частей смолы, при этом ESO составляет 5 частей на 100 частей смолы, стабилизатор Ca/Zn или Ba/Zn — 5 частей на 100 частей смолы, карбонат кальция — 40-75 частей на 100 частей смолы, TiO2 — 3 части на 100 частей смолы, и Sb2O3 — 3 части на 100 частей смолы.
Если после недели хранения на готовом кабеле на оболочке образуется масляная пленка, уменьшите содержание растворимых органических веществ на 5 частей на 100 частей кабеля. Перед дальнейшими исследованиями состава убедитесь, что испытание на изгиб по-прежнему проходит при температуре -20 °C.
Как DOA и DINP взаимодействуют с различными стабилизаторами на основе кальция, цинка и ESBO.
Как DOA, так и DINP хорошо работают со смешанными металлическими стабилизаторами Ca-Zn и выдерживают ESBO во всем функциональном диапазоне. Операционными ориентирами являются соотношение Ca:Zn 4:1 и пороговое значение, определяющее роль дозы ESBO.
Пара Ca:Zn 4:1
Такой же Характеристики поведения Ca-Zn в зависимости от DOP. Это относится и к адипатам и высшим фталатам. Соотношение Ca:Zn 4:1 В качестве рабочего якоря используется примерно 2.4 г кальциевого мыла плюс 0.6 г цинкового мыла на 100 г ПВХ с 50 г пластификатора.
Расщепление не носит косметический характер. Цинковые мыла замещают лабильные атомы хлора, вызывающие первоначальное изменение цвета; кальциевые мыла поглощают HCl, выделяющийся позже в процессе нагрева. При использовании только цинка происходит «цинковый ожог» в течение первого часа при 185 °C — статическая стабильность красителя Конго красный снижается с 48 минут на парном кальциево-цинковом мыле до 21 минуты на коммерческом стеарате.
Двойная роль ESBO в зависимости от дозы
ESBO находится совершенно в другом положении. Дозировка определяет его роль:
- 1-2% масс.действует как термостабилизатор, нейтрализуя HCl в процессе термической деградации.
- 25-45% масс.действует как пластификатор, конкурируя за тот же уровень совместимости, что и ваш неисправный продукт.
Если вы уже используете ESBO в количестве 5 частей на 100 частей смолы в качестве состабилизатора и добавляете DOA в количестве 15 частей на 100 частей смолы, вы находитесь в зоне стабилизации для ESBO, и расчеты верны. Если вы увеличиваете концентрацию ESBO выше 25 частей на 100 частей смолы для повышения устойчивости к миграции, рассматривайте его как сопластификатор и перепроверьте предельную концентрацию DOA по отношению к общей массе пластификатора, а не только по отношению к DINP.
Как ведут себя стеаратные смазочные материалы при взаимодействии с DOA и DINP
Диапазон внутренних/внешних смазывающих свойств в гибком ПВХ-компаунде узок. Стеарат цинка работает при температуре... 0.1-1.0 чел. в зависимости от температуры обработки; внутренние смазочные материалы попадают в... 0.1-0.8 чел.Если переборщить с любым из этих параметров, то в зоне экструзии образуется осадок — остатки на каландровой зазоре или в зоне фильеры до того, как их можно будет увидеть на детали.
Более низкая полярность DOA по сравнению с DINP смещает эффективный баланс смазки в сторону большей внутренней смазки, поскольку сам адипатный эфир улучшает текучесть расплава. Если вы заменяете 10 частей DINP на DOA и сохраняете фиксированный состав стеарата, ожидайте, что осаждение стеарата кальция сначала проявится в зонах с высокой температурой экструзии. Перед пробным запуском уменьшите количество стеарата цинка на 0.1-0.2 части, а затем убедитесь, что плавление по-прежнему соответствует целевому крутящему моменту на реометре.
Как покрытие из карбоната кальция меняет бюджет пластификаторов
Покрытый GCC и непокрытый PCC выглядят идентично в технической документации. В компаунде DOA/DINP они ведут себя как два разных наполнителя. Непокрытый PCC поглощает примерно в три раза больше пластификатора на единицу массы, чем покрытый GCC при загрузке 30 phr.Покрытие из стеариновой кислоты блокирует пористость, которая в противном случае препятствует проникновению свободного пластификатора.
| Наполнитель | Surface | Влияние на DOA/DINP |
|---|---|---|
| Покрытие из стеариновой кислоты (GCC) | Гидрофобные свойства; теплопроводность 0.25-0.6 Вт/мК | Минимальное поглощение пластификатора — рецептура соответствует заявленным характеристикам. |
| Непокрытый PCC | Гидрофильный; теплопроводность 7 Вт/мК | Задерживает пластификатор в порах — каждые 10 частей непокрытого PCC требуют нескольких дополнительных частей DOA/DINP для поддержания твердости по Шору. |
Содержание наполнителя в пересчете на 1000 частей смолы (phr) варьируется на порядок в зависимости от области применения. В водопроводных трубах под давлением содержание CaCO3 составляет около 8 phr, в трубах низкого давления SWR — до 20 phr, а в виниловых напольных покрытиях — 200-300 phr в общей сложности, при этом CaCO3 составляет 60-80% от этого количества. При переходе от покрытия к отсутствию покрытия при любом из этих значений твердость по Шору снижается в течение той же смены — необходимо пересмотреть состав наполнителя перед пересмотром состава пластификатора.
В случаях, когда замена DOA нарушает существующую рецептуру DINP
В ходе лабораторных исследований часто повторяются три ошибки при замене. Первая заключается в том, что DOA рассматривается как подходящая замена при загрузке DINP, что игнорирует 25-процентное ограничение массы пластификатора.
Во втором варианте марка наполнителя остается неизменной, поскольку GCC с покрытием и PCC без покрытия имеют разную структуру. В третьем варианте отсутствует перенастройка стеарата, поскольку более низкая полярность DOA смещает баланс между внутренним и внешним компонентами.
При добавлении DOA необходимо учитывать все четыре оси сопряжения. Состав представляет собой систему, и вторичный пластификатор достигает своего максимального значения в phr.