PVC 완제품은 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. PVC 칼슘 아연 안정제의 평가 및 시험은 성능에 따라 다양한 방법을 필요로 합니다. 일반적으로 정적 방법과 동적 방법 두 가지 주요 방법이 있습니다. 정적 방법에는 콩고 레드 시험지법, 노화 오븐 시험, 기전력법 등이 있으며, 동적 방법에는 토크 레오미터 시험 및 동적 이중 롤 시험 등이 있습니다.
1. 콩고 레드 테스트 페이퍼 방법
글리세롤이 내장된 오일 배스를 사용하여 시험할 PVC를 열안정제와 고르게 혼합한 후 작은 시험관에 넣습니다. 재료를 살짝 흔들어 단단하게 만든 다음 오일 배스에 넣습니다. PVC 칼슘 아연 안정제 오일 배스의 글리세롤 온도는 미리 약 170℃로 설정하여 작은 시험관 안의 PVC 재료 윗면이 글리세롤 윗면과 수평이 되도록 합니다. 작은 시험관 위에 얇은 유리관이 달린 마개를 꽂고, 유리관은 위에서 아래까지 투명해야 합니다. 콩고 레드 시험지를 말아서 유리관 아래에 넣는데, 콩고 레드 시험지의 아랫부분이 PVC 재료 윗부분에서 약 cm 정도 떨어지도록 합니다. 실험을 시작하면 콩고 레드 시험지를 시험관에 넣은 시점부터 파란색으로 변하는 시점까지의 시간을 기록합니다. 이 시간이 열안정 시간입니다. 이 실험의 기본 이론은 PVC가 약 170℃에서 급속도로 분해되지만, 열안정제를 첨가하면 분해가 억제된다는 것입니다. 시간이 지남에 따라 열안정제가 소모되고, 완전히 소모되면 PVC는 급속도로 분해되어 염산(HCl) 기체를 발생시킵니다. 이때 시험관 안의 콩고 레드 시약은 HCl과 쉽게 반응하여 색이 변합니다. 이 시점을 기록하고, 시간에 따른 열안정제의 효과를 판단하십시오.
2. 정적 오븐 테스트
PVC 분말과 기타 가공 보조제(윤활제, 충격 보강제, 충전제 등) 및 PVC 칼슘 아연 안정제를 고속 혼합하여 시료를 준비합니다. 위의 시료 일정량을 취하여 PVC 칼슘 아연 안정제에 일정 비율로 다양한 열 안정제를 첨가하고 잘 혼합한 후, 이중 스틱 믹서에 넣습니다.
믹서를 이용한 시험편 제조는 일반적으로 가소제를 첨가하지 않고 진행됩니다. 이중 롤 온도는 160~180℃로 설정하며, 가소제를 첨가할 경우에는 롤 온도를 보통 140℃ 정도로 유지합니다. 두 개의 막대로 반복적으로 압착하여 균일한 PVC 시료를 얻은 후, 절단하여 열안정제가 각각 다른 특정 크기의 PVC 시료를 제작합니다. 다양한 PVC 시험편을 고정 장치에 놓고 항온 오븐(일반적으로 180℃)에 넣습니다. 시험편이 검게 변할 때까지 10분 또는 15분 간격으로 색 변화를 기록합니다.
오븐 노화 시험을 통해 PVC의 열 안정성에 대한 열 안정제의 효과, 특히 변색 억제 능력을 확인할 수 있습니다. 일반적으로 PVC는 가열되면 흰색, 노란색, 갈색, 검은색 등 밝은 색에서 어두운 색으로 변하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 열화 현상은 일정 기간 동안의 PVC 색상 변화를 통해 파악할 수 있습니다.
3. 전위 측정법 (전도도 측정법)
실험 장치는 주로 네 부분으로 구성됩니다. 오른쪽은 불활성 기체 장치로, 일반적으로 질소를 사용하지만 때로는 공기를 사용하기도 합니다. 질소를 사용할 경우, PVC 칼슘 아연 안정제는 공기 중 산소 산화에 의한 PVC 모체 사슬의 분해를 방지할 수 있다는 차이점이 있습니다. 실험 가열 장치는 일반적으로 약 180℃로 유지되는 오일 배스입니다. PVC와 열 안정제 혼합물을 오일 배스 안에 넣습니다. HCl 가스가 발생하면 불활성 기체와 함께 왼쪽의 NaOH 용액으로 들어갑니다. NaOH는 HCl을 빠르게 흡수하여 용액의 pH 값을 변화시킵니다. 시간에 따른 pH 변화를 측정하여 각 열 안정제의 효과를 확인할 수 있습니다. 실험 결과에서, 처리 후 얻은 pH-t 곡선은 유도기와 성장기로 나뉘며, 유도기의 길이는 열 안정제의 효과에 따라 달라집니다.
4. 토크 레오미터
토크 레오미터는 PVC의 실제 가공 과정을 모사하는 대표적인 소형 장비입니다. 장비 외부에는 밀폐된 가공 상자가 있으며, 가공 상자의 온도와 내부 두 롤러의 속도는 장비에 연결된 컴퓨터를 통해 제어할 수 있습니다. 토크 레오미터에 투입되는 재료의 양은 일반적으로 60~80g이며, 장비 모델에 따라 다릅니다. 실험 단계는 다음과 같습니다. 먼저, 다양한 열안정제를 함유한 마스터배치를 미리 제조합니다. 기본 마스터배치 조성은 일반적으로 PVC, CPE, CaCO3, TiO2, 윤활제 외에도 ACR을 포함합니다. 토크 레오미터의 온도를 미리 설정합니다. 설정된 온도에 도달하고 속도가 안정화되면, 계량된 혼합물을 가공 상자에 넣고 빠르게 밀폐한 후, 연결된 컴퓨터에서 다양한 매개변수를 기록합니다. 이것이 바로 유변학적 곡선입니다. 가공 후, 압출 재료의 백색도, 성형성, 평활도 등 다양한 외관 특성도 얻을 수 있습니다. 이러한 매개변수를 이용하여 해당 열안정제의 산업적 잠재력을 판단할 수 있습니다. 적합한 열안정제는 적절한 토크와 가소화 시간을 가져야 하며, 제품은 높은 백색도와 매끄러운 표면을 가진 양호한 성형성을 보여야 합니다. 토크 레오미터는 실험실 연구와 산업 대규모 생산 사이의 편리한 가교 역할을 합니다.
5. 동적 이중 구르기 시험
열안정제의 효과를 동적으로 측정하는 보조 방법으로, 레오미터가 없는 경우 동적 이중 롤러를 사용하였으며, 실험에서는 이중 롤러 정제 압축기를 선택하였다. 고속 혼합 분말을 압축기에 넣고 성형한 후, 얻어진 시료를 반복적으로 압출한다. 시험편이 완전히 검게 변할 때까지 걸리는 시간을 기록하는데, 이를 흑화 시간이라고 한다. 흑화 시간을 비교하여 다양한 열안정제가 PVC에 미치는 열안정 효과를 판단한다.
게시 시간: 2024년 6월 20일
