بصفتها لدغة حرارية ، تتمتع PVC بمزايا الوزن الخفيف ، ومقاومة التآكل ، وسهولة المعالجة ، وفعالية التكلفة العالية ، لذلك تم استخدامها على نطاق واسع في أختام مفصل الأنابيب. ومع ذلك ، فإن مواد PVC نفسها لديها أيضًا بعض القيود المتأصلة في الأداء ، مثل عدم كفاية مقاومة الحرارة والهشاشة ذات درجة الحرارة المنخفضة ، والتي تتضح بشكل خاص في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى. في بيئات درجة الحرارة العالية ، قد تفقد أختام PVC مرونتها الأصلية وقدرة الختم بسبب تليين المواد ؛ بينما في ظل ظروف درجة الحرارة المنخفضة ، قد تصبح هشة وعرضة للتكسير أو الانهيار بسبب تصلب المادة.
من أجل التغلب على قيود أداء أختام PVC في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى ، قدم الباحثون والمهندسون سلسلة من المعدلات والإضافات عن طريق ضبط صياغة PVC لتحسين مرونتها ومقاومة الحرارة ومقاومة البرد.
1. تحسين المرونة: تطبيق الملدنات والمرفق
الملدنات هي وسيلة مهمة لتحسين مرونة مواد PVC. عن طريق إضافة كمية مناسبة من الملدنات ، مثل الفثالات ، وزيت فول الصويا الإيبوكسي ، وما إلى ذلك ، يمكن تقليل قوة التفاعل بين السلاسل الجزيئية PVC ، مما يجعلها أكثر ليونة وأسهل تشوهها ، وبالتالي تحسين مرونة الختم. ومع ذلك ، فإن كمية الملدنات المضافة تحتاج إلى التحكم الصارم. الكثير من الملدنات سوف يتسبب في انخفاض قوة المادة وتؤثر على متانة الختم.
بالإضافة إلى الملدنات ، يمكن أيضًا إدخال المرنة مثل إيثيلين-فينيل أسيتات كوبوليمر (EVA) ومطاط النتريل (NBR) في صيغة PVC لتشكيل مزيج PVC/Elastomer. يمكن أن تعطي هذه المرنة مواد PVC مرونة ومتانة أعلى ، مما يجعلها أقل عرضة للتليين في درجات حرارة عالية وأقل عرضة لتصلب في درجات حرارة منخفضة.
2. تحسين مقاومة الحرارة: دور مثبتات الحرارة والعوامل المتقاطعة
مواد PVC عرضة للتحلل الحراري في درجات حرارة عالية ، مما ينتج غازات ضارة مثل كلوريد الهيدروجين ، مما يؤدي إلى انخفاض في أداء المواد. من أجل تحسين مقاومة الحرارة لأختام PVC ، يجب إضافة مثبتات الحرارة لتثبيط تفاعل التحلل الحراري. وتشمل مثبتات الحرارة شائعة الاستخدام أملاح الرصاص ، ومثبتات مركب الكالسيوم والزنك ، ومثبتات القصدير العضوية. يمكن أن تتفاعل مثبتات الحرارة هذه مع ذرات الكلور في السلسلة الجزيئية PVC لتشكيل مركبات مستقرة ، مما يؤدي إلى تأخير عملية التحلل الحراري.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تحسين مقاومة الحرارة لمواد PVC عن طريق التعديل المتقاطع. يمكن أن تتفاعل العوامل المتقاطعة مثل بيروكسيد ديبينزويل (BPO) والميلامين كيميائيًا مع السلاسل الجزيئية PVC لتشكيل بنية شبكة متشابكة ، مما يجعل المادة أكثر استقرارًا وقوة.
3. المقاومة الباردة المعززة: اختيار مضادات التجمد والملدنات المقاومة للبرد
في ظل ظروف درجة الحرارة المنخفضة ، تميل مواد PVC إلى أن تصبح هشة بسبب حركة السلسلة الجزيئية المحدودة. من أجل تحسين المقاومة الباردة لأختام PVC ، يجب إضافة عوامل التجمد إلى تقليل درجة حرارة الانتقال الزجاجي للمادة بحيث يمكن أن تظل ناعمة ومرنة في درجات حرارة منخفضة. تشمل عوامل التجمد شائعة الاستخدام الجلسرين والإيثيلين جليكول. يمكن أن تدمر عوامل التجمد هذه روابط الهيدروجين بين السلاسل الجزيئية PVC وتقلل من التفاعل بين السلاسل الجزيئية ، وبالتالي تحسين المقاومة الباردة للمادة.
بالإضافة إلى عوامل مضادات التجمد ، يمكن أيضًا اختيار الملدنات ذات المقاومة الباردة ، مثل البارافين المكلور واسترات الأحماض الدهنية الإيبوكسي. يمكن لهذه الملدنات أن تحافظ على سيولة جيدة في درجات حرارة منخفضة ، مما يجعل مواد PVC أقل عرضة للتصلب والتكسير.
في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى ، مثل المفاعلات الكيميائية ذات درجة الحرارة العالية والمستودعات المجمدة في درجات الحرارة المنخفضة ، غالبًا ما تفشل أختام PVC العادية في تلبية المتطلبات. في هذا الوقت ، من الضروري استخدام مواد PVC المعدلة خصيصًا لصنع الأختام.
1. مواد PVC المعدلة ذات درجة حرارة عالية
في البيئات ذات درجة الحرارة العالية ، يلزم وجود مواد PVC ذات المقاومة الممتازة للحرارة. عادةً ما يتم تعديل هذه المواد عن طريق إضافة مثبتات حرارة عالية السخونة ، وعوامل الارتباط المتقاطع ، وحشو مقاومة للدرجات الحرارة العالية (مثل سيليكات الكالسيوم ، وأكسيد الألومنيوم ، وما إلى ذلك). يمكن أن تحافظ مواد PVC المعدلة على شكل مستقر ومرونة في درجات حرارة عالية وليس من السهل تليينها أو تشوهها.
2. مواد PVC المعدلة في درجات الحرارة المنخفضة
في بيئات درجات الحرارة المنخفضة ، مطلوب مواد PVC ذات المقاومة الباردة الممتازة. عادة ما يتم تعديل هذه المواد عن طريق إضافة عوامل التجمد ، والملدنات المقاومة للبرد ، والمراطين مع صلابة درجات الحرارة المنخفضة. يمكن أن تظل مواد PVC المعدلة ناعمة ومرنة في درجات حرارة منخفضة وليس من السهل تصلبها أو تصلبها.
في العديد من حالات التطبيق العملي ، أظهرت الأختام المقدمة عن طريق ضبط صيغة PVC واختيار مواد PVC المعدلة خصيصًا أداء ختم واستقرار ممتازة في ظل ظروف درجة الحرارة القصوى. على سبيل المثال ، في الصناعة الكيميائية ، يمكن لأختام PVC المعدلة عالية درجة الحرارة الحفاظ على تأثير ختم مستقر في المفاعلات التي تصل إلى 100 درجة مئوية ؛ في المستودعات المجمدة ، يمكن أن تظل أختام PVC المعدلة منخفضة درجة الحرارة ناعمة ومرنة في البيئات منخفضة تصل إلى -40 درجة مئوية.
من أجل تقييم أداء أختام PVC المعدلة هذه ، عادة ما تكون هناك حاجة إلى سلسلة من الاختبارات التجريبية ، مثل اختبارات شيخوخة الحرارة ، واختبارات هشاشة درجات الحرارة المنخفضة ، واختبارات تسرب الضغط ، إلخ. المتانة والموثوقية في ظل ظروف درجة الحرارة القصوى.
عن طريق ضبط صيغة PVC واختيار مواد PVC المعدلة خصيصًا ، فإن أداء أختام واجهة أنبوب PVC في ظل ظروف درجة الحرارة القصوى يمكن تحسينها بشكل كبير. لا تعمل هذه المواد المعدلة على تحسين المرونة ومقاومة الحرارة والمقاومة الباردة للأختام فحسب ، بل تعمل أيضًا على إطالة عمر الخدمة وموثوقيتها. مع التقدم المستمر لعلوم وتكنولوجيا المواد ، يمكننا أن نتوقع المزيد من مواد PVC المعدلة مع أداء ممتاز لتلبية احتياجات التطبيق أوسع وأكثر تطلبًا .
