1. Viskositätszahl
Die Viskositätszahl gibt das mittlere Molekulargewicht des Harzes an und ist das Hauptmerkmal zur Bestimmung des Harztyps. Eigenschaften und Anwendungsgebiete des Harzes variieren in Abhängigkeit von der Viskosität. Mit steigendem Polymerisationsgrad des PVC-Harzes nehmen mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Bruchfestigkeit und Bruchdehnung zu, während die Streckgrenze abnimmt. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass mit steigendem Polymerisationsgrad der PVC-Verarbeitungshilfsmittel die Grundeigenschaften des Harzes verbessert werden, während sich die Verarbeitbarkeit und das rheologische Verhalten verschlechtern. Es zeigt sich, dass die Molekulargewichtsverteilung des PVC-Harzes in engem Zusammenhang mit der Kunststoffverarbeitung und den Produkteigenschaften steht.
2. Anzahl der Verunreinigungspartikel (schwarze und gelbe Punkte)
Verunreinigungspartikel sind ein wichtiger Indikator zur Beurteilung von PVC-Harz. Die Hauptfaktoren, die diesen Indikator beeinflussen, sind: Erstens werden Rückstände an der Beschichtungswand des Polymerisationskessels nicht gründlich abgewaschen, wodurch das Rohmaterial mit Verunreinigungen verunreinigt wird. Zweitens gelangen durch mechanischen Verschleiß, vermischt mit Verunreinigungen, und unsachgemäße Bedienung weitere Verunreinigungen in das Material. Im Kunststoffverarbeitungsprozess beeinträchtigen zu viele Verunreinigungspartikel die Eigenschaften und den Verbrauch der hergestellten PVC-Produkte. Beispielsweise können bei der Bearbeitung und Formgebung von Profilen zahlreiche Verunreinigungen und Partikel Flecken auf der Profiloberfläche verursachen und somit das Erscheinungsbild des Produkts mindern. Darüber hinaus werden die mechanischen Eigenschaften des Produkts durch die fehlende Plastifizierung der Verunreinigungspartikel oder deren geringe Festigkeit trotz Plastifizierung reduziert.
3. Flüchtige Stoffe (einschließlich Wasser)
Dieser Indikator gibt den Gewichtsverlust des Harzes nach Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur an. Ein geringer Gehalt an flüchtigen Bestandteilen kann leicht statische Elektrizität erzeugen, was die Materialzufuhr während der Verarbeitung und des Formgebungsprozesses erschwert. Ist der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen hingegen zu hoch, neigt das Harz zum Verklumpen und weist eine schlechte Fließfähigkeit auf. Zudem bilden sich während der Verarbeitung und des Formgebungsprozesses leicht Blasen, was die Produktqualität negativ beeinflusst.
4. Scheinbare Dichte
Die Rohdichte ist das Gewicht pro Volumeneinheit von im Wesentlichen unkomprimiertem PVC-Harzpulver. Sie hängt von der Partikelmorphologie, der mittleren Partikelgröße und der Partikelgrößenverteilung des Harzes ab. Eine niedrige Rohdichte ermöglicht ein großes Volumen, eine schnelle Aufnahme von Weichmachern und eine einfache Verarbeitung. Im Gegensatz dazu führt eine hohe mittlere Partikelgrößendichte bei geringem Volumen zur Aufnahme von PVC-Verarbeitungshilfsmitteln. Bei der Herstellung von Hartprodukten sind die Anforderungen an das Molekulargewicht nicht hoch, und es werden in der Regel keine Weichmacher zugesetzt. Daher ist eine geringere Porosität der Harzpartikel erforderlich, gleichzeitig muss das Harz aber trocken fließen können, weshalb die Rohdichte entsprechend höher ist.
5. Weichmacheraufnahme des Harzes
Die Absorptionsmenge von PVC-Verarbeitungshilfsmitteln spiegelt den Porengrad der Harzpartikel wider. Hohe Ölabsorptionsrate und große Porosität führen zu einer schnellen Absorption von Weichmachern und guten Verarbeitungseigenschaften. Beim Extrusionsformen (z. B. von Profilen) sind die Anforderungen an die Harzporosität zwar nicht allzu hoch, dennoch bewirken die Poren im Inneren der Partikel eine gute Adsorption der während der Verarbeitung zugegebenen Additive und fördern so deren Wirksamkeit.
6. Weißsein
Der Weißgrad spiegelt Aussehen und Farbe des Harzes sowie den durch mangelnde thermische Stabilität oder lange Lagerzeit bedingten Abbau wider, was zu einer deutlichen Abnahme des Weißgrades führt. Der Weißgrad hat einen signifikanten Einfluss auf die Alterungsbeständigkeit von Bäumen und daraus hergestellten Produkten.
7. Restvinylchloridgehalt
VCM-Rückstand bezeichnet den Anteil des Harzes, der nicht an das Polyethylenmonomer adsorbiert oder gelöst wurde. Seine Adsorptionskapazität variiert je nach Harztyp. Zu den Hauptfaktoren für VCM-Rückstände zählen eine zu niedrige Kopftemperatur des Strippturms, ein zu hoher Druckunterschied im Turm und eine ungünstige Harzpartikelmorphologie. All diese Faktoren können die Desorption des VCM-Rückstands beeinträchtigen, der als Indikator für den Hygienestandard der Harze dient. Bei Spezialprodukten, wie z. B. transparenten Hartfolienverpackungsbeuteln für Arzneimittel, entspricht der VCM-Rückstandsgehalt des Harzes nicht den zulässigen Grenzwerten (unter 5 ppm).
8. Thermische Stabilität
Ist der Wassergehalt im Monomer zu hoch, führt dies zu Säurebildung, Korrosion der Anlagen, Bildung eines Eisenpolymerisationssystems und letztendlich zu einer Beeinträchtigung der thermischen Stabilität des Produkts. Sind Chlorwasserstoff oder freies Chlor im Monomer vorhanden, wirkt sich dies negativ auf die Polymerisationsreaktion aus. Chlorwasserstoff bildet sich leicht in Wasser, senkt den pH-Wert des Polymerisationssystems und beeinträchtigt dessen Stabilität. Darüber hinaus beeinträchtigt ein hoher Acetylengehalt im Monomer des Produkts unter dem synergistischen Effekt von Acetaldehyd und Eisen die thermische Stabilität von PVC, was wiederum die Verarbeitbarkeit des Produkts negativ beeinflusst.
9. Siebrückstand
Der Siebrückstand gibt Aufschluss über die ungleichmäßige Partikelgröße des Harzes. Haupteinflussfaktoren sind die Menge des Dispergiermittels in der Polymerisationsformel und die Rührwirkung. Sind die Harzpartikel zu grob oder zu fein, beeinträchtigt dies die Harzqualität und hat Auswirkungen auf die Weiterverarbeitung des Produkts.
10. „Fischauge“
„Fischaugen“, auch Kristallpunkte genannt, bezeichnen transparente Harzpartikel, die unter normalen thermoplastischen Verarbeitungsbedingungen nicht plastifiziert wurden. Auswirkungen auf die Produktion: Hauptursache für „Fischaugen“ ist ein hoher Gehalt an hochsiedenden Substanzen im Monomer. Diese lösen das Polymer während der Polymerisation in den Partikeln auf, verringern die Porosität, verhärten die Partikel und bilden während der Plastifizierung vorübergehend „Fischaugen“. Der Initiator ist ungleichmäßig in den Monomertropfen verteilt. In einem Polymerisationssystem mit ungleichmäßigem Wärmetransfer können Harze mit ungleichmäßigem Molekulargewicht, Verunreinigungen im Reaktor während der Beschickung, Harzreste oder übermäßiges Anhaften des Reaktormaterials ebenfalls zu „Fischaugen“ führen. Die Bildung von „Fischaugen“ beeinträchtigt direkt die Qualität von PVC-Produkten und in der Weiterverarbeitung deren Oberflächenästhetik. Zudem werden die mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Dehnung stark reduziert, was leicht zu Perforationen von Kunststofffolien oder -platten, insbesondere von Kabelprodukten, führen und deren elektrische Isolationseigenschaften beeinträchtigen kann. Es handelt sich um einen der wichtigsten Indikatoren bei der Harzherstellung und der Plastifizierung.
Veröffentlichungsdatum: 12. Juni 2024
