วิธีทดสอบสารเพิ่มความคงตัวของ PVC: Congo Red, Torque Rheometer, YI และ Plate-Out (รายการตรวจสอบเชิงปฏิบัติ)

การทดสอบสารเพิ่มความคงตัวทางความร้อนสำหรับ PVC ไม่ควรเป็นการ “ทดสอบรสชาติ” หากคุณประเมินสารเพิ่มความคงตัวด้วยตัวชี้วัดประสิทธิภาพ (KPI) ที่เหมาะสมและการตรวจสอบในห้องปฏิบัติการ/สายการผลิตอย่างง่าย คุณจะสามารถลดปัญหาการเหลือง การเกิดคราบ (การสะสมของคราบในแม่พิมพ์) ของเสีย และเวลาหยุดทำงาน ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความเสถียรและต้นทุนในการใช้งานได้

บทความนี้จะนำเสนอเช็คลิสต์สำหรับการทดสอบเชิงปฏิบัติที่ผู้ผลิต PVC หลายรายใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของสารเพิ่มความคงตัวประเภทแคลเซียม-สังกะสีและเมทิลทิน โดยจำแนกตามการใช้งาน (ท่อ โปรไฟล์ แผ่น/ฟิล์มใส สารประกอบสำหรับสายเคเบิล PVC ยืดหยุ่น)

หนังสือแนะนำ (คู่มือการคัดเลือก):

วิธีการเลือกสารเพิ่มความคงตัวทางความร้อนสำหรับ PVC: แคลเซียม-สังกะสี เทียบกับ เมทิลทิน (ตามการใช้งาน) → https://www.wxchemgroup.com/blog/pvc-stabilizer-selection-ca-zn-vs-methyl-tin

ประเด็นสำคัญ

ใช้ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ (KPI) 10 ข้อที่ผ่าน/ไม่ผ่าน เพื่อเปรียบเทียบสารเพิ่มความคงตัวอย่างเป็นธรรม (ไม่ใช่แค่ราคาต่อกิโลกรัม)
ผสานความเสถียรเชิงสถิต (Congo Red/เตาอบ) กับความเสถียรเชิงพลวัต (เครื่องวัดความหนืดแบบแรงบิด + พฤติกรรมของเส้น)
ควรใส่ไว้เสมอ ตรวจสอบการขึ้นรูป/การสะสมตัวของแม่พิมพ์ระหว่างการทดลองการอัดขึ้นรูป
สำหรับ PVC แข็งใส ให้ติดตามค่าดัชนีความเหลือง (YI) และความขุ่น/ความใส ณ จุดเวลาต่างๆ หลายจุด
เปรียบเทียบสารเพิ่มความคงตัวโดยพิจารณาจากต้นทุนการใช้งาน: ช่วงเวลาการให้ยา + เศษวัสดุ + ช่วงเวลาการทำความสะอาด + ความคงตัวของผลผลิต

เหตุใดการทดสอบจึงสำคัญกว่า "ราคาต่อกิโลกรัม"

อุปกรณ์กันสั่นสองตัวที่มีราคาเท่ากัน อาจให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันอย่างมากในการใช้งานจริง:

เครื่องบางรุ่นอาจทำงานสะอาดต่อเนื่อง 8-12 ชั่วโมง ในขณะที่บางรุ่นจะบังคับให้ทำความสะอาดทุกๆ 2-4 ชั่วโมง
อันหนึ่งคงสีเดิมระหว่างการเริ่มต้น/หยุดทำงาน ส่วนอีกอันจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองระหว่างช่วงเวลาที่ไม่ได้ใช้งาน
แบบหนึ่งช่วยให้ประมวลผลได้ปริมาณมาก ในขณะที่อีกแบบหนึ่งจำกัดช่วงเวลาในการประมวลผลให้แคบลง

ด้วยเหตุนี้ เป้าหมายจึงไม่ใช่ "ค่า TDS ที่ดีที่สุด" แต่เป้าหมายคือต้นทุนรวมต่อตันของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ต่ำที่สุด โดยคงคุณภาพให้สม่ำเสมอ

ขั้นตอนที่ 1 — กำหนดตัวชี้วัดประสิทธิภาพ (KPI) สำหรับการทดลองของคุณ (ตัวชี้วัดที่ต้องมี 10 ข้อ)

ก่อนเริ่มการทดสอบใดๆ ให้กำหนดเป้าหมายการผ่าน/ไม่ผ่านก่อน ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ (KPI) ทั้ง 10 ข้อนี้ครอบคลุมการประเมินสารเพิ่มความคงตัวของ PVC ส่วนใหญ่:

สี/ความขาวเริ่มต้น
- L a b* (หรือจุดอ้างอิงทางสายตา) ที่สภาวะการผลิตคงที่
ดัชนีความเหลือง (YI) / การคงสี (โดยเฉพาะสำหรับ PVC แข็งใส)
- ติดตามค่า YI ในหลายช่วงเวลา: เริ่มต้น, 30–60 นาที, หลังจากการใช้งานระยะยาว, และหลังจากการทดสอบความทนทานต่อความร้อน
ความเสถียรทางความร้อนแบบคงที่ (สีคองโกเรด / การทดสอบในเตาอบ)
- วัด “ระยะเวลาที่วัสดุสามารถทนต่อการเสื่อมสภาพ” ภายใต้ความร้อนที่ควบคุมได้
เสถียรภาพทางความร้อนแบบไดนามิก (กราฟแรงบิดรีโอเมเตอร์ / พฤติกรรมการหลอมละลาย)
- บ่งชี้ถึงความเสถียรในการประมวลผลภายใต้แรงเฉือนและความร้อน
แนวโน้มการเกิดคราบ/การสะสมของวัสดุบนแม่พิมพ์
- ช่วงเวลาการทำความสะอาด, คราบสะสมบริเวณขอบแม่พิมพ์, คราบสะสมบนเครื่องปรับขนาด, คราบสะสมบนลูกกลิ้ง (หากใช้เครื่องรีด)
หน้าต่างประมวลผล
- รักษาช่วงอุณหภูมิได้อย่างเสถียรโดยไม่เกิดปัญหาการเปลี่ยนสี พื้นผิวหยาบ หรือการแตกร้าวจากการหลอมละลาย
ความเสถียรของเอาต์พุต
- อัตราการผลิตคงที่ คุณภาพสม่ำเสมอ ไม่มีแรงดันผันผวนอย่างฉับพลัน
ความเสถียรของแรงดันหลอมเหลว/แรงบิด
- แรงดัน/แรงบิดที่คงที่ หมายถึงการหลอมรวมและความสมดุลของการหล่อลื่นที่คงที่
อัตราเศษวัสดุเริ่มต้น/หยุด
- ปริมาณสินค้าที่ไม่ได้มาตรฐานในช่วงเริ่มต้นการทำงานและหลังจากการหยุดทำงานมีมากน้อยเพียงใด
การรับรู้กลิ่น/สารระเหย (ตามความจำเป็น)

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานภายในอาคาร พีวีซีแบบยืดหยุ่น และวัสดุผสมสำหรับสายเคเบิล

ขั้นตอนที่ 2 — สร้างระบบเปรียบเทียบที่เป็นธรรม (เพื่อให้ข้อมูลมีความหมาย)

เพื่อเปรียบเทียบตัวกันโคลงอย่างยุติธรรม:

คงสูตรพื้นฐานให้คงที่ (เรซิน PVC, สารเติมแต่ง, TiO₂, สารปรับปรุงความทนทานต่อแรงกระแทก, สารช่วยในการแปรรูป)
ในระยะแรก ให้ใช้สารหล่อลื่นในปริมาณคงที่ จากนั้นค่อยปรับปริมาณสารหล่อลื่นให้เหมาะสมหลังจากเข้าใจพฤติกรรมพื้นฐานแล้ว
ใช้การตั้งค่าสายการผลิตเดียวกันในรอบแรก: โปรไฟล์อุณหภูมิ ความเร็วสกรู อัตราการส่งออก
ทดลองทำแต่ละตัวอย่างให้นานพอที่จะสังเกตการเกิดคราบ (การทดลองในระยะสั้นอาจซ่อนปัญหาได้)

เคล็ดลับเชิงปฏิบัติ: หากคุณเปลี่ยนกลุ่มสารกันการเสื่อมสภาพ (เช่น ดีบุก → แคลเซียม-สังกะสี) ควรปรับการหล่อลื่นในขั้นตอนการปรับให้เหมาะสม อย่าตัดสินสารกันการเสื่อมสภาพจากผลการทดลองครั้งแรกเพียงอย่างเดียว หากเห็นได้ชัดว่าสมดุลการหล่อลื่นไม่ตรงกัน

ขั้นตอนที่ 3 — วิธีการทดสอบ (ต้องทำอะไร ต้องบันทึกอะไรบ้าง)

3.1 การทดสอบสีคองโกเรด (ความเสถียรทางความร้อนแบบคงที่)

สิ่งที่บ่งบอกได้คือ ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากความร้อนภายใต้การให้ความร้อนแบบคงที่

วิธีใช้งาน (เชิงปฏิบัติ):

ใช้ขนาดตัวอย่างและสภาวะอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ
บันทึกเวลาจนถึงจุดสิ้นสุด (ตัวบ่งชี้การเปลี่ยนสี)

สิ่งที่ต้องบันทึก:

เวลาสิ้นสุด (นาที)
หมายเหตุเชิงภาพ: การเปลี่ยนสีแบบสม่ำเสมอเทียบกับการเปลี่ยนสีแบบเป็นจุดๆ

วิธีใช้งาน:

เหมาะสำหรับการจัดอันดับ "ความเสถียรพื้นฐาน" แต่ไม่สามารถทำนายพฤติกรรมการอัดขึ้นรูปจริงได้อย่างแม่นยำ
ควรทดสอบควบคู่กับการทดสอบแรงเฉือน/แรงส่งเสมอ

3.2 เครื่องวัดความหนืดแบบแรงบิด (เสถียรภาพทางความร้อนแบบไดนามิก + พฤติกรรมการหลอมรวม)

สิ่งที่ได้จากการวิเคราะห์: เวลาในการหลอมเหลว ความเสถียรภายใต้แรงเฉือน สมดุลการหล่อลื่น และพฤติกรรมของวัสดุหลอมเหลว

จุดสำคัญในการเปรียบเทียบกราฟแรงบิด:

เวลาหลอมรวม: สารประกอบจะหลอมรวมกันเร็วแค่ไหน
ระดับความเสถียร: แรงบิดจะคงที่ได้นานแค่ไหนหลังจากเกิดการหลอมรวม
แรงบิดลดลง/เพิ่มขึ้น: บ่งชี้ถึงความไม่สมดุลของการหล่อลื่นหรือการเสื่อมสภาพที่เริ่มเกิดขึ้น

สิ่งที่ต้องบันทึก:

เวลาฟิวชั่น
แรงบิดสูงสุดและแรงบิดคงที่
ระยะเวลาที่คงที่จนกว่าแรงบิดจะเปลี่ยนแปลง (หรือสีเปลี่ยน)
หมายเหตุเกี่ยวกับรูปทรงของเส้นโค้ง (คงที่หรือเบี่ยงเบน)

วิธีการแปลอย่างรวดเร็ว:

ระดับความคงที่มักบ่งชี้ถึงช่วงการประมวลผลที่ยืดหยุ่นกว่า
กราฟที่เบี่ยงเบนขึ้น/ลง อาจบ่งชี้ถึงปัญหาการหล่อลื่นหรือข้อจำกัดด้านเสถียรภาพทางความร้อน

3.3 ดัชนีความเหลือง (YI) + การคงสี (PVC แข็งและใส)

สิ่งที่คุณจะได้รับ: การเปลี่ยนแปลงของสีที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตและประวัติความร้อน

จุดตรวจสอบที่แนะนำ:

ในสภาวะคงที่ (ระดับพื้นฐาน)
หลังจากวิ่ง 30-60 นาที
หลังจากใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน (เช่น หลังเลิกงาน)
หลังจากผ่านกระบวนการบ่มด้วยความร้อนแบบควบคุม (หากคุณทำ)

สิ่งที่ต้องบันทึก:

ค่า YI ณ จุดตรวจสอบแต่ละจุด
ลักษณะที่ปรากฏ: หมอกควัน จุดด่าง การไล่ระดับสีเหลือง

เคล็ดลับการใช้งานแผ่น/ฟิล์มใส:

สีอาจดู "โอเค" ในตอนแรก แต่จะเปลี่ยนไปเมื่อใช้งานเป็นเวลานานหรือหยุดทำงาน นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการติดตามหลายจุดจึงมีความสำคัญ

3.4 การประเมินการขึ้นรูปแผ่นโลหะ/การสร้างแม่พิมพ์ (ตามสายการผลิต)

ข้อมูลนี้บอกอะไรคุณได้บ้าง: ความสะอาดในสภาพการใช้งานจริงและความเสี่ยงต่อการหยุดชะงักของระบบ

วิธีการให้คะแนนแบบง่าย (ระดับ 1–5):

1 = สะอาด (คราบสกปรกน้อยที่สุด ระยะเวลาการทำความสะอาดนาน)
3 = ปานกลาง (การสะสมที่ควบคุมได้)
5 = หนัก (ต้องทำความสะอาดบ่อย)

สิ่งที่ต้องบันทึก:

ช่วงเวลาการทำความสะอาด (ชั่วโมง)
ตำแหน่งการฝาก: ขอบแม่พิมพ์ / เครื่องสอบเทียบ / ม้วน
ลักษณะของตะกอน: มันเยิ้ม / คล้ายขี้ผึ้ง / แข็ง
ผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์: รอยด่างบนพื้นผิว ความเงางามลดลง จุดด่าง

เหตุผลที่สำคัญ:
ปัญหาคราบสะสมบนแม่พิมพ์เป็นหนึ่งในต้นทุนแฝงที่ใหญ่ที่สุด สารเพิ่มความคงตัวที่ช่วยลดการสะสมของคราบบนแม่พิมพ์มักจะคุ้มค่ากว่าในแง่ของต้นทุนการใช้งาน แม้ว่าจะมีราคาสูงกว่าต่อกิโลกรัมก็ตาม

3.5 การตรวจสอบความขุ่นมัว/ความชัดเจน (แผ่นใสและฟิล์ม)

หากคุณผลิตผลิตภัณฑ์ PVC แข็งใส โปรดทำการตรวจสอบความใสด้วย:

การวัดปริมาณหมอกควัน (ถ้ามี)
ความคมชัดของภาพภายใต้แสงสว่างที่สม่ำเสมอ
ตำหนิบนพื้นผิว: รอยเส้นเล็กๆ, จุดด่าง

ข้อมูลที่ต้องบันทึก: ค่าความขุ่น + ภาพอ้างอิง + เงื่อนไขการประมวลผล