Cách kiểm tra chất ổn định nhiệt PVC: Thuốc nhuộm Congo Red, máy đo độ nhớt Torque Rheometer, chỉ số chảy (YI) và độ bền kéo (Plate-Out) (Danh sách kiểm tra thực hành)

Việc thử nghiệm chất ổn định nhiệt PVC không nên chỉ là "thử nếm". Nếu bạn đánh giá các chất ổn định bằng các chỉ số hiệu suất chính (KPI) phù hợp và các kiểm tra đơn giản trong phòng thí nghiệm/dây chuyền sản xuất, bạn có thể giảm hiện tượng ố vàng, đóng cặn (tích tụ khuôn), phế phẩm và thời gian ngừng hoạt động—đồng thời cải thiện độ ổn định và chi phí sử dụng.

Bài viết này cung cấp cho bạn danh sách kiểm tra thực tế được nhiều nhà sản xuất PVC sử dụng để xác nhận các lựa chọn chất ổn định Ca-Zn và metyl thiếc—theo từng ứng dụng (ống, thanh định hình, tấm/màng trong suốt, hợp chất cáp, PVC dẻo).

Tài liệu tham khảo được đề xuất (Hướng dẫn lựa chọn):

Cách chọn chất ổn định nhiệt cho PVC: Canxi-Kẽm so với Methyl Thiếc (Theo ứng dụng) → https://www.wxchemgroup.com/blog/pvc-stabilizer-selection-ca-zn-vs-methyl-tin

Những điểm chính cần ghi nhớ

Hãy sử dụng 10 chỉ số KPI đạt/không đạt để so sánh các chất ổn định một cách công bằng (không chỉ dựa trên giá $/kg).
Kết hợp tính ổn định tĩnh (Congo Red/lò nung) với tính ổn định động (máy đo độ nhớt momen xoắn + đặc tính đường cong).
Luôn bao gồm một Kiểm tra hiện tượng đọng khuôn/tích tụ vật liệu trong quá trình thử nghiệm ép đùn.
Đối với nhựa PVC cứng trong suốt, hãy theo dõi chỉ số độ vàng (YI) và độ mờ/trong ở nhiều thời điểm khác nhau.
So sánh các chất ổn định dựa trên chi phí sử dụng: khoảng liều lượng + phế phẩm + chu kỳ làm sạch + độ ổn định sản lượng.

Vì sao việc kiểm nghiệm quan trọng hơn "giá mỗi kg"

Hai bộ ổn định điện áp có cùng giá tiền có thể cho hiệu suất hoạt động rất khác nhau trong thực tế:

Một loại có thể hoạt động liên tục trong 8-12 giờ; loại khác thì buộc phải vệ sinh mỗi 2-4 giờ.
Một cái giữ nguyên màu sắc ổn định trong quá trình khởi động/dừng; cái kia chuyển sang màu vàng khi không hoạt động.
Một phương pháp cho phép thông lượng cao hơn; phương pháp khác thu hẹp phạm vi xử lý của bạn.

Đó là lý do tại sao mục tiêu không phải là "chỉ số TDS tốt nhất". Mục tiêu là chi phí tổng thể thấp nhất trên mỗi tấn sản phẩm hoàn thiện - với chất lượng ổn định.

Bước 1 — Xác định các KPI thử nghiệm của bạn (10 chỉ số cần thiết)

Trước khi tiến hành bất kỳ thử nghiệm nào, hãy xác định mục tiêu đạt/không đạt. 10 chỉ số KPI này bao gồm hầu hết các đánh giá về chất ổn định PVC:

Màu sắc ban đầu / Độ trắng
- L a b* (hoặc tham chiếu trực quan) ở trạng thái sản xuất ổn định.
Chỉ số ngả vàng (YI) / Độ giữ màu (đặc biệt đối với nhựa PVC cứng trong suốt)
- Theo dõi chỉ số YI tại nhiều thời điểm: lúc bắt đầu, sau 30-60 phút, sau khi chạy đường dài, và sau khi chịu nhiệt.
Độ ổn định nhiệt tĩnh (Congo Red / thử nghiệm trong lò nung)
- Đo lường “thời gian vật liệu chống lại sự xuống cấp” dưới tác động của nhiệt độ được kiểm soát.
Độ ổn định nhiệt động (Đường cong/hành vi nóng chảy của máy đo mô-men xoắn)
- Thể hiện tính ổn định của quá trình xử lý dưới tác động của lực cắt và nhiệt.
Xu hướng tích tụ vật liệu trên đế/khuôn
- Chu kỳ vệ sinh, cặn bám trên mép khuôn, cặn bám trên thiết bị hiệu chuẩn, cặn bám trên trục lăn (nếu dùng máy cán).
Cửa sổ xử lý
- Phạm vi nhiệt độ ổn định mà không gây đổi màu, bề mặt thô ráp hoặc nứt vỡ do nóng chảy.
Độ ổn định đầu ra
- Sản lượng ổn định với chất lượng không đổi; không có sự biến động áp suất đột ngột.
Độ ổn định của áp suất nóng chảy / mô-men xoắn
- Áp suất/mô-men xoắn ổn định đồng nghĩa với sự cân bằng ổn định giữa quá trình nung chảy và bôi trơn.
Tỷ lệ phế liệu khởi động/dừng
- Lượng sản phẩm lỗi trong giai đoạn khởi động và sau thời gian ngừng hoạt động là bao nhiêu?
Cảm nhận về mùi/khí thải (nếu cần)

Đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng trong nhà, nhựa PVC dẻo và các hợp chất cáp.

Bước 2 — Xây dựng một thiết lập so sánh công bằng (để dữ liệu có ý nghĩa)

Để so sánh các chất ổn định một cách công bằng:

Giữ nguyên công thức cơ bản (nhựa PVC, chất độn, TiO₂, chất cải thiện độ bền va đập, chất hỗ trợ xử lý).
Ban đầu hãy giữ nguyên lượng chất bôi trơn, sau đó chỉ tối ưu hóa việc bôi trơn sau khi bạn đã hiểu rõ hành vi cơ bản của nó.
Sử dụng cùng các thiết lập dây chuyền trong lần chạy đầu tiên: cấu hình nhiệt độ, tốc độ trục vít, tốc độ đầu ra.
Chạy thử từng ứng viên đủ lâu để quan sát hiện tượng lắng cặn (chạy quá ngắn có thể che giấu các vấn đề).

Mẹo thực tế: Nếu bạn đang chuyển đổi giữa các nhóm chất ổn định (ví dụ: thiếc → Ca-Zn), hãy chuẩn bị điều chỉnh độ bôi trơn trong giai đoạn tối ưu hóa. Đừng đánh giá chất ổn định chỉ dựa trên lần chạy thử đầu tiên nếu sự cân bằng bôi trơn rõ ràng không phù hợp.

Bước 3 — Phương pháp thử nghiệm (Cần làm gì, cần ghi lại những gì)

3.1 Thử nghiệm Congo Red (Độ ổn định nhiệt tĩnh)

Điều đó cho bạn biết: khả năng chống lại sự suy giảm chất lượng do nhiệt độ thấp khi gia nhiệt tĩnh.

Cách vận hành (thực tế):

Sử dụng kích thước mẫu và điều kiện nhiệt độ nhất quán.
Ghi lại thời gian đến điểm cuối (chỉ báo đổi màu).

Những gì cần ghi âm:

Thời gian kết thúc (phút)
Ghi chú trực quan: sự thay đổi màu sắc đồng nhất so với các đốm màu.

Cách sử dụng:

Phương pháp này tốt để đánh giá "độ ổn định cơ bản", nhưng không thể dự đoán đầy đủ hành vi ép đùn thực tế.
Luôn kết hợp với thử nghiệm động/cắt.

3.2 Máy đo độ nhớt momen xoắn (Ổn định nhiệt động + Hành vi nóng chảy)

Thông tin thu được bao gồm: thời gian nóng chảy, độ ổn định dưới tác động lực cắt, cân bằng bôi trơn và đặc tính nóng chảy.

Các điểm quan trọng trên đường cong mô-men xoắn cần so sánh:

Thời gian nóng chảy: tốc độ hợp chất nóng chảy.
Cao nguyên ổn định: mô-men xoắn duy trì ổn định như thế nào sau quá trình hợp nhất
Sự giảm/tăng mô-men xoắn: báo hiệu sự mất cân bằng bôi trơn hoặc sự bắt đầu xuống cấp.

Những gì cần ghi âm:

Thời gian hợp nhất
Mô-men xoắn cực đại và mô-men xoắn ổn định
Thời gian ổn định cho đến khi mô-men xoắn thay đổi (hoặc đổi màu).
Ghi chú về hình dạng đường cong (ổn định so với thay đổi theo thời gian)

Cách phiên dịch nhanh:

Một vùng ổn định thường cho thấy phạm vi xử lý dễ dàng hơn.
Các đường cong lệch lên/xuống có thể cho thấy các vấn đề về bôi trơn hoặc giới hạn ổn định nhiệt.

3.3 Chỉ số độ vàng (YI) + Độ giữ màu (PVC cứng và trong suốt)

Điều này cho bạn biết: sự thay đổi màu sắc qua quá trình xử lý và nhiệt độ.

Các điểm kiểm tra được đề xuất:

Ở trạng thái ổn định (mức cơ bản)
Sau 30-60 phút chạy bộ
Sau khi chạy liên tục trong thời gian dài (ví dụ: hết ca làm việc)
Sau quá trình lão hóa nhiệt có kiểm soát (nếu bạn thực hiện)

Những gì cần ghi âm:

Giá trị YI tại mỗi điểm kiểm tra
Hình ảnh trực quan: mờ, lốm đốm, chuyển màu vàng.

Mẹo hữu ích cho tấm/màng trong suốt:

Màu sắc ban đầu có thể trông "ổn", nhưng có thể thay đổi sau thời gian dài sử dụng hoặc khi không hoạt động. Đó là lý do tại sao việc theo dõi đa điểm lại quan trọng.

3.4 Đánh giá hiện tượng lắng đọng/tích tụ vật liệu trên chip (theo dây chuyền sản xuất)

Điều nó cho bạn biết: mức độ sạch sẽ thực tế và rủi ro thời gian ngừng hoạt động.

Phương pháp chấm điểm đơn giản (thang điểm 1-5):

1 = sạch (ít cặn bẩn, chu kỳ vệ sinh dài)
3 = vừa phải (diễn biến có thể kiểm soát được)
5 = nặng (cần vệ sinh thường xuyên)

Những gì cần ghi âm:

Chu kỳ vệ sinh (giờ)
Vị trí đặt phôi: mép khuôn / bộ hiệu chuẩn / trục lăn
Kết cấu cặn bám: nhờn / sáp / cứng
Ảnh hưởng đến sản phẩm: vệt bẩn trên bề mặt, mất độ bóng, các đốm nhỏ.

Vì sao điều này quan trọng:
Hiện tượng bám dính phôi là một trong những chi phí ẩn lớn nhất. Chất ổn định giúp giảm hiện tượng bám dính phôi thường mang lại hiệu quả chi phí sử dụng tốt hơn, ngay cả khi giá thành cao hơn (tính theo $/kg).

3.5 Kiểm tra độ mờ/độ trong suốt (Tấm trong suốt & Phim)

Nếu bạn sản xuất nhựa PVC cứng trong suốt, hãy bao gồm cả khâu kiểm tra độ trong suốt:

Đo độ mờ (nếu có)
Độ rõ nét hình ảnh dưới ánh sáng ổn định
Các khuyết tật bề mặt: các vệt nhỏ, các đốm

Ghi lại: giá trị độ mờ + ảnh tham khảo + điều kiện xử lý.