همان طور که گفته شد ، به دلیل سازگاری پی وی سی با افزودنی های مختلف ، محصولات این پلیمر در انواع مختلف منعطف ، سخت ، کامپوزیتی و فومی وجود دارند در این بخش میخواهیم مهندسی پی وی سی شرح دهیم . فرمولاسیون های سخت پی وی سی با توجه به دارا بودن پایداری ابعادی ، مقاومت آب و هوایی مناسب و خواص تاخیر دهی شعله وری ، برای تولید محصولاتی نظیر قطعات ساختمانی و قطعات محصولات الکتیریکی و لوازم خانگی مانند تلویزیون بکار میروند .
نکات اساسی برای تولید یک محصول مهندسی پی وی سی
برای تولید یک محصول پی وی سی با کیفیت مطلوب و عمر مفید بالا ، باید به تمام جنبه های طراحی فرمولاسیون ، فرآیندی ، خواص مواد و شرایط کاربری محصول توجه شود . به طور مثال آگاهی از توزیع تنش در محصولات و تشخیص نواحی بالا در حین کاربری ، اهمیت بسیار زیادی دارد . زیرا با شناخت نواحی با تنش بالا و بیشینه مقدار تنش می توان قطعه را طوری طراحی کرد که در این نواحی قدرت تحمل تنش بیشینه را داشته باشد .
شکل هندسی محصولات نیز بر نحوه توزیع تنش موثر است . به طور کلی گوشه ها و نواحی تیز قطعه تنش بیشتری دارند .از جمله اطلاعات مفید دیگری که برای تولید یک محصول مناسب باید دانسته شود ، محدوده دمایی کاربری محصول و طول عمر آن است .
اثر شرایط فرآیندی بر کیفیت محصولات پی وی سی
شرایط فرآیندی تاثیر مهمی بر روی درجه ذوب ، درصد تبلور ، کرنش باقی مانده و به طور کلی خواص نهایی محصولات پی وی سی دارد . به طور مثال با تنظیم دما ، زمان و مقدار کار حرارتی و مکانیکی اعمالی به آمیزه می توان به درجه ی ذوب مورد نظر دست یافت .
به طور معمول پی وی سی بدلیل دارا بودن ذرات بلوری ریز به طور یکنواخت ذوب نمی شود . از این رو لازم است که میزان ذوب آمیزه های پی وی سی ، توسط آزمایش هایی نظیر آزمایش غوطه وری در حلال (ASTM D2152) یا آزمایشات مکانیکی دقیقا تعیین شود . میزان ذوب پی وی سی به عوامل متعددی نظیر درصد تبلور بستگی دارد . گرید های تجاری پی وی سی ذرصد تبلور ناچیزی دارند ، اما همین مقدار اندک درصد تبلور نیز نقش مهمی را در خواص محصولات ایفا می کند . به همین دلیل اغلب از ذرات بلوری در ماتریس نامنظم پی وی سی به عنوان شبکه های فیزیکی یاد می شود .
متداول ترین مشکل فرآیندی در مورد پی وی سی ، تخریب و در نتیجه افت خواص فیزیکی و مکانیکی می باشد زیرا همان طور که گفته شد ، پی وی سی به دلیل ساختار مولکولی خاصی که دارد سریعا تخریب می شود .
تشکیل حباب نیزخواص فیزیکی و مکانیکی را کاهش میدهد ، زیرا وجود این حباب ها موجب ایجاد مکانهایی برای تمرکز تنش می شود . به طور مثال با کاهش زمان اقامت ، کاهش فشار برگشتی تزریق ، کاهش سرعت تزریق و در نتیجه کاهش حرارت تولیدی از اعمال برش ، بزرگ تر کردن ابعاد دروازه و مجرا های قالب و کاهش سرعت پیچ می توان تا حدی این مشکل را حل کرد .
پی وی سی گرانول
خواص محصولات پی وی سی قالبگیری شده
با توجه به اینکه پی وی سی ، ماده ای ویسکوالاستیک است ، خواص آمیزه های آن به دما و زمان وابسته می باشد . از این رو محصولات قالبگیری شده پی وی سی با گذشت زمان و تغییر دما ، تنش و کرنش ها را بدست آورند و دچار انبساط یا انقباض شوند . سرعت از دادن تنش و کرنش های باقی مانده به عوامل متعددی نظیر اجزاء آمیزه و شرایط کاربری آن بستگی دارد . آنچه در این میان اهمیت بیشتری دارد ، این است که می توان با استفاده از مقدار تنش و کرنش های باقی مانده در محصولات عمر مفید محصولات را پیش بینی نمود .
مدل های ریاضی مختلفی توسط محققان ارائه شده که با دقت خوبی احتمال رخ داد نقیصه در محصولات تحت چندین نوع تنش و کرنش متوالی را پیش بینی می کنند که شاخه ای از مهندسی پی وی سی به شمار میرود . گذشت زمان علاوه بر کمک به از دادن تنش و کرنش های با قیمانده محصولات پی وی سی ، اثر مهم دیگری نیز به نام کهمگی یا پیر شدگی دارد . پیرشدگی در واقع تغییر خواص پی وی سی با گذشت زمان است .