Seasmhaichean siabann meatailt ann am pròiseasadh PVC: an dreuchd agus an dòigh-obrach aca

Tha clòraid phoileibhinil (PVC) ainmeil airson a iomadachd, a chosgais-èifeachdas, agus a chomas atharrachadh gu iomadh toradh deireannach - bho stuthan togail gu innealan meidigeach agus bathar luchd-cleachdaidh. Ach, tha so-leòntachd chudromach aig an stuth seo a thathas a’ cleachdadh gu farsaing: neo-sheasmhachd teirmeach. Nuair a bhios e fosgailte do na teòthachdan àrda (160–200°C) a tha riatanach airson eas-tharraing, stealladh molltair, no calendering, bidh PVC a’ dol tro phròiseas dì-hydrochlorination millteach. Bidh an ath-bhualadh seo a’ leigeil ma sgaoil searbhag hydrochloride (HCl), catalyst a bhios a’ piobrachadh ath-bhualadh slabhraidh fèin-sheasmhach, a’ leantainn gu crìonadh stuthan air a chomharrachadh le dath neo-dhathte, brisg, agus call neart meacanaigeach. Gus an duilgheadas seo a lughdachadh agus làn chomas PVC fhuasgladh, tha cobhsaichean teas nan stuthan cur-ris do-rèiteachaidh. Nam measg sin, tha Cobhsaichean Siabann Meatailt a’ seasamh a-mach mar fhuasgladh clach-oisinn, air an luachadh airson an èifeachdas, co-chòrdalachd, agus an cleachdadh farsaing. Anns a’ bhlog seo, nì sinn sgrùdadh air dreuchd agus meacanaig Cobhsaichean Siabann Meatailt ann am pròiseasadh PVC, cuiridh sinn solas air eisimpleirean cudromach mar fhoirmlean PVC stearate sinc, agus rannsaichidh sinn na tagraidhean aca san t-saoghal fhìor thar diofar ghnìomhachasan.

An toiseach, leig dhuinn soilleireachadh dèSeasmhaichean Siabann Meatailttha. Aig cridhe nan cobhsaichean sin, tha na cobhsaichean sin nan todhar meatailteach organach a chaidh a chruthachadh le bhith a’ freagairt searbhagan geir (leithid searbhag stearic, lauric, no oleic) le ocsaidean meatailt no hydroxides. Tha cation meatailteach anns na “siabannan” a thig às a sin - mar as trice bho bhuidhnean 2 (meatailtean alcalin talmhainn mar calcium, barium, no magnesium) no 12 (sinc, cadmium) den chlàr peiriadach - ceangailte ri anion searbhag geir slabhraidh fhada. Is e an structar ceimigeach sònraichte seo a tha a’ comasachadh an dreuchd dhùbailte ann an cobhsachadh PVC: a’ glacadh HCl agus a’ cur nan àite ataman clòirin neo-sheasmhach ann an slabhraidh polymer PVC. Eu-coltach ri cobhsaichean neo-organach, tha Cobhsaichean Siabann Meatailt lipophilic, a’ ciallachadh gu bheil iad a’ measgachadh gu rèidh le PVC agus stuthan cur-ris organach eile (leithid plasticizers), a’ dèanamh cinnteach à coileanadh cunbhalach air feadh an stuth. Tha an co-chòrdalachd le foirmlean PVC cruaidh agus sùbailte a’ daingneachadh an inbhe mar roghainn as fheàrr le luchd-saothrachaidh.

’S e pròiseas ioma-cheum, iom-fhillte a th’ ann an dòigh-obrach Seasmhaichearan Siabann Meatailt a tha ag amas air na prìomh adhbharan airson crìonadh PVC. Gus a thuigsinn, feumaidh sinn an toiseach ath-aithris a dhèanamh air carson a bhios PVC a’ crìonadh gu teirmeach. Tha “lochdan” ann an slabhraidh mhóileciuil PVC - ataman clòirin neo-sheasmhach ceangailte ri ataman gualain treasach no ri taobh bannan dùbailte. ’S iad na lochdan sin na puingean tòiseachaidh airson dì-hydrochlorination nuair a thèid a theasachadh. Mar a thèid HCl a leigeil ma sgaoil, bidh e a’ catalachadh toirt air falbh barrachd mhóileciuilean HCl, a’ cruthachadh bannan dùbailte ceangailte air feadh slabhraidh a’ phoilimeir. Bidh na bannan dùbailte sin a’ gabhail a-steach solas, ag adhbhrachadh gum bi an stuth a’ tionndadh buidhe, orains, no eadhon dubh, agus tha structar na slabhraidh briste a’ lughdachadh neart tensile agus sùbailteachd.

 

 

Bidh Seasmhaichean Siabann Meatailt a’ cur bacadh air a’ phròiseas seo ann an dà phrìomh dhòigh. An toiseach, bidh iad ag obair mar sgaothairean HCl (ris an canar cuideachd gabhadairean searbhag). Bidh an cation meatailteach anns an t-siabann ag ath-fhreagairt le HCl gus clòraid meatailt seasmhach agus searbhag geir a chruthachadh. Mar eisimpleir, ann an siostaman PVC stearate sinc, bidh stearate sinc ag ath-fhreagairt le HCl gus clòraid sinc agus searbhag stearic a thoirt gu buil. Le bhith a’ neodachadh HCl, bidh an seasmhaiche a’ cur stad air an ath-bhualadh slabhraidh autocatalytic, a’ cur casg air tuilleadh crìonadh. San dàrna àite, bidh mòran de Sheasmhaichean Siabann Meatailt - gu sònraichte an fheadhainn anns a bheil sinc no cadmium - a’ faighinn ath-bhualadh ionadachaidh, a’ cur an àite nan dadaman clòirin neo-sheasmhach anns an t-sreath PVC leis an anion searbhag geir. Bidh seo a’ cruthachadh ceangal ester seasmhach, a’ cuir às don locht a thòisicheas crìonadh agus a’ gleidheadh ​​​​​​ionracas structarail a’ phoileimeir. Tha an gnìomh dùbailte seo - sgaothadh searbhag agus còmhdach lochtan - a’ dèanamh Seasmhaichean Siabann Meatailt gu math èifeachdach ann a bhith a’ cur casg air dath tùsail agus a’ cumail seasmhachd teirmeach fad-ùine.

Tha e cudromach a thoirt fa-near nach eil aon Seasmhaichear Siabann Meatailt foirfe airson a h-uile tagradh. An àite sin, bidh luchd-saothrachaidh gu tric a’ cleachdadh measgachaidhean sineirgisteach de dhiofar shiabann meatailt gus an coileanadh a bharrachadh. Mar eisimpleir, siabannan stèidhichte air sinc (mar eisimpleirStearate sinc) air leth math air gleidheadh ​​dath tràth, ag ath-fhreagairt gu sgiobalta ri bhith a’ cur bacadh air ataman clòirin neo-sheasmhach agus a’ cur casg air buidheachadh. Ach, tha clòraid sinc - fo-thoradh den ghnìomhachd sgrìobadh searbhagach aca - na searbhag Lewis tlàth a dh’ fhaodas crìonadh a bhrosnachadh aig teòthachd àrd no amannan giollachd fada (rud ris an canar "losgadh sinc"). Gus seo a chothromachadh, bidh siabann sinc gu tric air a mheasgachadh le siabann calcium no barium. Chan eil siabann calcium agus barium cho èifeachdach air gleidheadh ​​dath tràth ach tha iad nan sgrìobadairean HCl nas fheàrr, a’ neodachadh clòraid sinc agus fo-thoraidhean searbhagach eile. Bidh am measgachadh seo a’ cruthachadh siostam cothromach: bidh sinc a’ dèanamh cinnteach à dath tùsail soilleir, agus bidh calcium / barium a’ toirt seachad seasmhachd teirmeach fad-ùine. Mar eisimpleir, bidh foirmlean PVC stearate sinc gu tric a’ toirt a-steach stearate calcium gus losgadh sinc a lughdachadh agus uinneag giollachd an stuth a leudachadh.

Gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air iomadachd Seasmhaichearan Siabann Meatailt agus na cleachdaidhean aca, leig dhuinn sgrùdadh a dhèanamh air seòrsachan cumanta, na feartan aca, agus cleachdaidhean àbhaisteach ann an giullachd PVC. Tha an clàr gu h-ìosal a’ mìneachadh eisimpleirean cudromach, a’ gabhail a-steach stearate sinc, agus an dreuchd ann am PVC cruaidh agus sùbailte:

 

 

Mar a tha an clàr a’ sealltainn, tha tagraidhean PVC stearate sinc a’ còmhdach foirmlean cruaidh is sùbailte, air sgàth cho ioma-chruthach ‘s a tha e agus cho math ‘s a tha e a thaobh dath tràth. Ann am film PVC sùbailte airson pacadh bìdh, mar eisimpleir, tha stearate sinc air a mheasgachadh le stearate calcium gus dèanamh cinnteach gu bheil am film soilleir agus seasmhach rè eas-tharraing, agus aig an aon àm a’ coinneachadh ri riaghailtean sàbhailteachd bìdh. Ann am pròifilean uinneig PVC cruaidh, bidh stearate sinc a’ cuideachadh le bhith a’ cumail dath geal soilleir a’ phròifil, eadhon nuair a thèid a phròiseasadh aig teòthachd àrd, agus ag obair le stearate barium gus dìon an aghaidh sìde fad-ùine.

 

 

Feuchaidh sinn ri sgrùdadh nas doimhne a dhèanamh air suidheachaidhean tagraidh sònraichte gus sealltainn mar a bhios Seasmhaichean Siabann Meatailt, a’ gabhail a-steach stearate sinc, a’ brosnachadh coileanadh ann am bathar PVC san t-saoghal fhìor. A’ tòiseachadh le PVC cruaidh: tha pìoban is uidheamachd am measg nan bathar PVC cruaidh as cumanta, agus feumaidh iad seasmhaichean as urrainn seasamh ri teòthachd giullachd àrd agus seasmhachd fad-ùine a thoirt seachad ann an àrainneachdan cruaidh (me, fon talamh, nochdadh do uisge). Tha measgachadh de stearate calcium (prìomh sguabadair searbhag), stearate sinc (gleidheadh ​​dath tràth), agus stearate barium (seasmhachd teirmeach fad-ùine) ann an siostam seasmhachaidh àbhaisteach airson pìoban PVC. Tha am measgachadh seo a’ dèanamh cinnteach nach bi na pìoban a’ call dath rè eas-tharraing, a’ cumail suas an ionracas structarail fo chuideam, agus a’ seasamh an aghaidh crìonadh bho taiseachd na h-ùire agus atharrachaidhean teòthachd. Às aonais an t-siostam seasmhachaidh seo, bhiodh pìoban PVC a’ fàs brisg agus a’ sgàineadh thar ùine, gun a bhith a’ coinneachadh ri inbhean gnìomhachais airson sàbhailteachd agus fad-beatha.

Tha tagraidhean PVC sùbailte, a tha an urra ri plasticizers gus sùbailteachd a choileanadh, a’ toirt dùbhlain sònraichte do luchd-cobhsachaidh—feumaidh iad a bhith co-chòrdail ri plasticizers agus gun imrich gu uachdar an toraidh. Tha stearate sinc air leth math an seo, leis gu bheil an t-sreath searbhag geir aige co-chòrdail ri plasticizers cumanta leithid dioctyl phthalate (DOP) agus diisononyl phthalate (DINP). Ann an insulation càball PVC sùbailte, mar eisimpleir, bidh measgachadh de stearate sinc agus stearate calcium a’ dèanamh cinnteach gu bheil an insulation fhathast sùbailte, a’ seasamh an aghaidh crìonadh teirmeach rè eas-tharraing, agus a’ cumail suas feartan insulation dealain thar ùine. Tha seo deatamach airson càbaill a thathas a’ cleachdadh ann an suidheachaidhean no togalaichean gnìomhachais, far am faodadh teòthachd àrd (bho shruth dealain no suidheachaidhean àrainneachdail) am PVC a mhilleadh air dhòigh eile, ag adhbhrachadh cuairtean goirid no cunnartan teine. Is e prìomh thagradh PVC sùbailte eile làir—tha làir vinyl an urra ri Metal Siabann Cobhsachaidh gus a cunbhalachd dath, sùbailteachd agus strì an aghaidh caitheamh is deòir a chumail suas. Bidh stearate sinc, gu sònraichte, a’ cuideachadh le casg a chuir air buidheachadh làir aotrom, a’ dèanamh cinnteach gu bheil e a’ cumail a tharraing bòidhchead airson bhliadhnaichean.

’S e PVC Meidigeach roinn eile far a bheil pàirt riatanach aig Seasmhaichean Siabann Meatailt, le riatanasan teann airson neo-phuinnseanta agus bith-cho-chòrdalachd. An seo, bidh siostaman sheasmhachd gu tric stèidhichte air siabann calcium agus sinc (a’ gabhail a-steach stearate sinc) air sgàth cho ìosal sa tha iad de phuinnseanta ’s a tha iad, a’ dol an àite sheasmhaichean cronail nas sine leithid luaidhe no cadmium. Feumaidh tiùban PVC meidigeach (air an cleachdadh ann an loidhnichean IV, catheters, agus uidheamachd dialysis) seasmhaichean nach bi a’ dol a-steach do lionntan bodhaig agus as urrainn seasamh ri sterilachadh smùid. Bidh stearate sinc, air a mheasgachadh le stearate magnesium, a’ toirt seachad an seasmhachd teirmeach riatanach rè giollachd agus sterilachadh, agus aig an aon àm a’ dèanamh cinnteach gu bheil an tiùban sùbailte agus soilleir. Tha an cothlamadh seo a’ coinneachadh ri inbhean teann bhuidhnean riaghlaidh leithid an FDA agus REACH an EU, ga dhèanamh na roghainn shàbhailte airson tagraidhean meidigeach.

Nuair a bhios iad a’ taghadh siostam Seasmhachd Siabann Meatailt airson giullachd PVC, feumaidh luchd-saothrachaidh grunn phrìomh nithean a mheasadh. An toiseach, tha an seòrsa PVC (cruaidh an aghaidh sùbailte) a’ dearbhadh co-chòrdalachd an t-seasmhaiche le plasticizers - feumaidh foirmlean sùbailte seasmhaichean leithid stearate sinc a bhios a’ measgachadh gu math le plasticizers, agus faodaidh foirmlean cruaidh raon nas fharsainge de shiabann meatailt a chleachdadh. San dàrna àite, tha buaidh aig suidheachaidhean giullachd (teòthachd, ùine còmhnaidh) air coileanadh an t-seasmhaiche: feumaidh pròiseasan teòthachd àrd (me, eas-tharraing phìoban le ballachan tiugh) seasmhaichean le seasmhachd teirmeach làidir fad-ùine, leithid measgachaidhean stearate barium. San treas àite, tha riatanasan toraidh deireannach (dath, puinnseanta, strì an aghaidh sìde) deatamach - tha feum aig tagraidhean bìdh no meidigeach air seasmhaichean neo-phuinnseanta (measgachaidhean calcium / sinc), agus feumaidh tagraidhean a-muigh seasmhaichean a sheasas an aghaidh crìonadh UV (gu tric air am measgachadh le glacadairean UV). Mu dheireadh, tha cosgais na bheachdachadh: is e stearate calcium an roghainn as eaconomach, agus tha siabann sinc agus barium beagan nas daoire ach a’ tabhann coileanadh nas fheàrr ann an raointean sònraichte.

A’ coimhead air adhart, tha àm ri teachd Seasmhaichean Siabann Meatailt ann am pròiseasadh PVC air a chumadh le dà phrìomh ghluasad: seasmhachd agus cuideam riaghlaidh. Tha riaghaltasan air feadh an t-saoghail a’ cur bacadh air stabilizers puinnseanta (leithid luaidhe agus cadmium), a’ brosnachadh iarrtas airson roghainnean eile neo-phuinnseanta leithid measgachaidhean calcium-sinc, a’ gabhail a-steach foirmlean PVC stearate sinc. A bharrachd air an sin, tha an oidhirp airson plastaig nas seasmhaiche a’ toirt air luchd-saothrachaidh Seasmhaichean Siabann Meatailt stèidhichte air bith-eòlas a leasachadh - mar eisimpleir, searbhag stearic a tha air a thoirt bho thùsan ath-nuadhachail leithid ola pailme no ola soybean - a’ lughdachadh lorg carboin cinneasachadh PVC. Tha ùr-ghnàthachaidhean ann an teicneòlas stabilizer cuideachd ag amas air coileanadh a leasachadh: tha measgachaidhean ùra de shiabann meatailt le co-sheasmhachdairean (leithid todhar epoxy no fosphites) a’ neartachadh seasmhachd teirmeach, a’ lughdachadh imrich ann am PVC sùbailte, agus a’ leudachadh beatha seirbheis thoraidhean deireannach.

Tha Seasmhaichean Siabann Meatailt riatanach airson giullachd PVC, a’ dèiligeadh ri neo-sheasmhachd teirmeach nàdarrach a’ phoilimeir tro am pàirt dhùbailte mar luchd-sgrìobaidh HCl agus riochdairean còmhdach lochdan. Tha an iomadachd - bho phìoban PVC cruaidh gu insulation càball sùbailte agus tiùban meidigeach - a’ tighinn bhon cho-chòrdalachd aca le PVC agus stuthan cur-ris eile, a bharrachd air a’ chomas measgachaidhean a dhealbhadh airson tagraidhean sònraichte. Tha stearate sinc, gu sònraichte, a’ seasamh a-mach mar phrìomh chluicheadair anns na siostaman sin, a’ tabhann gleidheadh ​​​​​​dath tràth sàr-mhath agus co-chòrdalachd le foirmlean cruaidh agus sùbailte. Mar a bhios gnìomhachas PVC a’ leantainn air adhart a’ toirt prìomhachas do sheasmhachd agus sàbhailteachd, fuirichidh Seasmhaichean Siabann Meatailt (gu sònraichte measgachaidhean calcium-sinc neo-phuinnseanta) aig fìor thoiseach, a’ comasachadh cinneasachadh thoraidhean PVC àrd-inbhe, seasmhach a choinnicheas ri iarrtasan ghnìomhachasan agus riaghailtean an latha an-diugh. Tha tuigse air an dòigh-obrach gnìomh agus riatanasan sònraichte tagraidh deatamach do luchd-saothrachaidh a tha airson làn chomas PVC fhuasgladh fhad ‘s a tha iad a’ dèanamh cinnteach à coileanadh agus gèilleadh toraidh.