Come termoplastico, il PVC presenta i vantaggi di peso leggero, resistenza alla corrosione, facile elaborazione e elevata efficacia in termini di costi, quindi è stato ampiamente utilizzato nelle guarnizioni del giunto del tubo. Tuttavia, i materiali in PVC stessi hanno anche alcuni limiti di prestazioni intrinseci, come una resistenza al calore insufficiente e la fragilità a bassa temperatura, che sono particolarmente evidenti in condizioni di temperatura estrema. In ambienti ad alta temperatura, le guarnizioni in PVC possono perdere la loro elasticità originale e la capacità di tenuta a causa dell'ammorbidimento del materiale; Mentre a basse condizioni di temperatura, possono diventare fragili e inclini a crack o rotture a causa dell'indurimento del materiale.
Al fine di superare le limitazioni delle prestazioni dei sigilli in PVC in condizioni di temperatura estrema, i ricercatori e gli ingegneri hanno introdotto una serie di modificatori e additivi regolando la formulazione del PVC per migliorare la sua elasticità, resistenza al calore e resistenza al freddo.
1. Miglioramento dell'elasticità: applicazione di plastificanti ed elastomeri
I plastificanti sono un mezzo importante per migliorare l'elasticità dei materiali in PVC. Aggiungendo una quantità adeguata di plastificanti, come ftalati, olio di soia epossidico, ecc., La forza di interazione tra le catene molecolari in PVC può essere ridotta, rendendolo più morbido e più facile da deformarsi, migliorando così l'elasticità del sigillo. Tuttavia, la quantità di plastificante aggiunta deve essere strettamente controllata. Troppo plastificante causerà la riduzione della resistenza del materiale e influire sulla durata del sigillo.
Oltre ai plastificanti, nella formula PVC possono anche essere introdotti elastomeri come il copolimero acetato di etilene-vinile (EVA) e la gomma nitrile (NBR). Questi elastomeri possono dare ai materiali in PVC più elevati elasticità e tenacità, rendendoli meno probabili ad ammorbidirsi a temperature elevate e meno probabilità di indurirsi a basse temperature.
2. Resistenza al calore migliorata: il ruolo degli stabilizzatori di calore e degli agenti reticolanti
I materiali in PVC sono soggetti a decomposizione termica ad alte temperature, producendo gas dannosi come l'idrogeno cloruro, con conseguente riduzione delle prestazioni del materiale. Al fine di migliorare la resistenza al calore delle guarnizioni in PVC, è necessario aggiungere stabilizzatori di calore per inibire la reazione di decomposizione termica. Gli stabilizzatori di calore comunemente usati includono sali di piombo, stabilizzatori compositi di zinco di calcio e stabilizzatori di stagno organico. Questi stabilizzatori di calore possono reagire con gli atomi di cloro nella catena molecolare in PVC per formare composti stabili, ritardando così il processo di decomposizione termica.
Inoltre, la resistenza al calore dei materiali in PVC può anche essere migliorata mediante modifica della reticolazione. Agenti reticolanti come il perossido di dibenzoil (BPO) e la melamina possono reagire chimicamente con le catene molecolari in PVC per formare una struttura di rete reticolata, rendendo il materiale più stabile e forte.
3. Resistenza a freddo potenziata: selezione di plastificanti antigelo e resistenti al freddo
In condizioni di bassa temperatura, i materiali in PVC tendono a diventare fragili a causa del limitato movimento della catena molecolare. Al fine di migliorare la resistenza al freddo delle guarnizioni in PVC, è necessario aggiungere agenti antigelo per ridurre la temperatura di transizione del vetro del materiale in modo che possa rimanere morbido ed elastico a temperature più basse. Gli agenti antigelo comunemente usati includono glicolo e glicole etilenico. Questi agenti antigelo possono distruggere i legami idrogeno tra le catene molecolari in PVC e ridurre l'interazione tra le catene molecolari, migliorando così la resistenza al freddo del materiale.
Oltre agli agenti antigelo, possono anche essere selezionati plastificanti con resistenza al freddo, come paraffina clorata ed esteri di acidi grassi epossidici. Questi plastificanti possono mantenere una buona fluidità a basse temperature, rendendo i materiali in PVC meno probabilità di indurire e rompere.
In condizioni di temperatura estrema, come reattori chimici ad alta temperatura e magazzini congelati a bassa temperatura, le normali sigilli in PVC spesso non soddisfano i requisiti. In questo momento, è necessario utilizzare materiali in PVC appositamente modificati per produrre guarnizioni.
1. Materiali in PVC modificati ad alta temperatura
In ambienti ad alta temperatura, sono necessari materiali in PVC con eccellente resistenza al calore. Questi materiali vengono generalmente modificati aggiungendo stabilizzatori di calore resistenti ad alto calore, agenti reticolanti e riempitivi resistenti ad alta temperatura (come silicato di calcio, ossido di alluminio, ecc.). I materiali in PVC modificati possono mantenere forma e elasticità stabili alle alte temperature e non sono facili da ammorbidire o deformare.
2. Materiali in PVC modificati a bassa temperatura
In ambienti a bassa temperatura, sono necessari materiali in PVC con eccellente resistenza a freddo. Questi materiali vengono generalmente modificati aggiungendo agenti antigelo, plastificanti resistenti al freddo ed elastomeri con resistenza a bassa temperatura. I materiali in PVC modificati possono rimanere morbidi ed elastici a basse temperature e non sono facili da indurire o crack.
In molti casi pratici di applicazione, le guarnizioni realizzate regolando la formula in PVC e selezionando materiali in PVC appositamente modificati hanno mostrato eccellenti prestazioni di tenuta e stabilità in condizioni di temperatura estrema. Ad esempio, nell'industria chimica, i sigilli in PVC modificati ad alta temperatura possono mantenere un effetto di tenuta stabile nei reattori fino a 100 ° C; Nei magazzini congelati, le guarnizioni in PVC modificate a bassa temperatura possono rimanere morbide ed elastiche in ambienti a partire da -40 ° C.
Al fine di valutare le prestazioni di questi sigilli in PVC modificati, sono generalmente necessarie una serie di test sperimentali, come test di invecchiamento del calore, test di prestigio a bassa temperatura, test di perdita di pressione, ecc. Durabilità e affidabilità in condizioni di temperatura estrema.
Regolando la formula in PVC e selezionando materiali in PVC appositamente modificati, le prestazioni di Guarnizioni dell'interfaccia del tubo in PVC In condizioni di temperatura estrema possono essere significativamente migliorate. Questi materiali modificati non solo migliorano l'elasticità, la resistenza al calore e la resistenza al freddo dei sigilli, ma estendono anche la loro durata e affidabilità. Con il continuo avanzamento della scienza e della tecnologia dei materiali, possiamo aspettarci che i materiali in PVC più modificati con prestazioni eccellenti siano sviluppate per soddisfare le esigenze di applicazione più ampie e più impegnative. 3
