पीव्हीसी कॅल्शियम झिंक स्टॅबिलायझर्सच्या सामान्य चाचणी पद्धतींचे विश्लेषण

पीव्हीसी तयार उत्पादने विविध उद्योगांमध्ये वापरली जातात. पीव्हीसी कॅल्शियम झिंक स्टेबिलायझर्सच्या मूल्यांकनासाठी आणि चाचणीसाठी त्यांच्या कार्यक्षमतेनुसार वेगवेगळ्या पद्धतींची आवश्यकता असते. सर्वसाधारणपणे, दोन मुख्य पद्धती आहेत: स्थिर (static) आणि गतिशील (dynamic). स्थिर पद्धतीमध्ये काँगो रेड टेस्ट पेपर पद्धत, एजिंग ओव्हन चाचणी आणि इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स पद्धत यांचा समावेश होतो, तर गतिशील पद्धतीमध्ये टॉर्क ऱ्हीओमीटर चाचणी आणि डायनॅमिक डबल रोल चाचणी यांचा समावेश होतो.
१. काँगो रेड टेस्ट पेपर पद्धत
ग्लिसरॉल असलेल्या ऑइल बाथचा वापर करून, चाचणी करावयाचे पीव्हीसी उष्णता स्थिरकासोबत एकसमान मिसळले जाते आणि एका लहान टेस्ट ट्यूबमध्ये ठेवले जाते. ते घट्ट होण्यासाठी पदार्थ हलकेच हलवला जातो आणि नंतर ऑइल बाथमध्ये ठेवला जातो. पीव्हीसी कॅल्शियम झिंक स्टेबिलायझर ऑइल बाथमधील ग्लिसरॉलचे तापमान सुमारे १७०°C वर आधीच सेट केले जाते, जेणेकरून लहान टेस्ट ट्यूबमधील पीव्हीसी पदार्थाचा वरचा पृष्ठभाग ग्लिसरॉलच्या वरच्या पृष्ठभागाच्या पातळीवर येईल. लहान टेस्ट ट्यूबच्या वर, एका पातळ काचेच्या नळीसह एक प्लग घातला जातो, आणि ही काचेची नळी वरपासून खालपर्यंत पारदर्शक असते. काँगो रेड टेस्ट पेपर गुंडाळून काचेच्या नळीच्या खाली घातला जातो, जेणेकरून काँगो रेड टेस्ट पेपरची खालची कडा पीव्हीसी पदार्थाच्या वरच्या कडेपासून सुमारे १/७ सेमी अंतरावर असेल. प्रयोग सुरू झाल्यावर, काँगो रेड टेस्ट स्ट्रिप टेस्ट ट्यूबमध्ये ठेवल्यापासून ती निळी होईपर्यंतचा वेळ नोंदवा, हा औष्णिक स्थिरतेचा वेळ असतो. या प्रयोगाचा मूळ सिद्धांत असा आहे की, सुमारे १७०°C तापमानाला पीव्हीसीचे वेगाने विघटन होते, परंतु उष्णता स्थिरक (हीट स्टेबिलायझर) टाकल्यामुळे त्याचे विघटन रोखले जाते. जसजसा वेळ जाईल, तसतसा उष्णता स्थिरक वापरला जाईल. वापर पूर्ण झाल्यावर, पीव्हीसीचे वेगाने विघटन होऊन एचसीएल (HCl) वायू बाहेर पडेल. यावेळी, एचसीएलसोबत सहज अभिक्रिया होत असल्यामुळे परीक्षानळीतील काँगो रेड अभिकर्मकाचा रंग बदलेल. या वेळेची नोंद करा आणि लागलेल्या वेळेच्या आधारावर उष्णता स्थिरकाच्या परिणामकारकतेचे मूल्यांकन करा.
२. स्थिर ओव्हन चाचणी
पीव्हीसी कॅल्शियम झिंक स्टेबिलायझर्स व्यतिरिक्त, पीव्हीसी पावडर आणि इतर प्रक्रिया सहाय्यकांचे (जसे की ल्युब्रिकंट्स, इम्पॅक्ट मॉडिफायर्स, फिलर्स, इत्यादी) उच्च-गती मिश्रित नमुने तयार करा. वरील नमुन्याचा एक निश्चित साठा घ्या, पीव्हीसी कॅल्शियम झिंक स्टेबिलायझरमध्ये एका विशिष्ट प्रमाणात वेगवेगळे उष्णता स्टेबिलायझर्स घाला, चांगले मिसळा आणि नंतर डबल स्टिक मिश्रणात घाला.
मिक्सरवर चाचणीचे नमुने तयार करण्याची प्रक्रिया सामान्यतः प्लॅस्टिकायझर न घालता केली जाते. डबल रोलचे तापमान १६०-१८० ℃ वर सेट केले जाते आणि प्लॅस्टिकायझर घालताना, रोलचे तापमान साधारणपणे १४० ℃ च्या आसपास असते. दोन दांड्यांनी वारंवार दाबून एक समान पीव्हीसी नमुना मिळवला जातो, त्यानंतर वेगवेगळ्या उष्णता स्थिरकांसह विशिष्ट आकाराचे पीव्हीसी नमुने मिळवण्यासाठी तो कापला जातो. पीव्हीसीचे वेगवेगळे चाचणीचे नमुने एका स्थिर उपकरणावर ठेवा आणि नंतर त्यांना स्थिर तापमानाच्या (सहसा १८० ℃) ओव्हनमध्ये ठेवा. चाचणीचे नमुने काळे होईपर्यंत दर १० किंवा १५ मिनिटांनी त्यांच्या रंगातील बदलाची नोंद करा.
ओव्हन एजिंग चाचण्यांद्वारे, पीव्हीसीच्या औष्णिक स्थिरतेवर उष्णता स्थिरीकरण करणाऱ्या घटकांची परिणामकारकता, विशेषतः रंगातील बदल रोखण्याची त्यांची क्षमता, निश्चित केली जाऊ शकते. सामान्यतः असे मानले जाते की, पीव्हीसी गरम केल्यावर त्याच्या रंगात फिकट ते गडद असे बदल होतात, ज्यात पांढरा, पिवळा, तपकिरी, काळा यांचा समावेश असतो. ठराविक कालावधीनंतर पीव्हीसीच्या रंगावरून त्याच्या ऱ्हासाची स्थिती निश्चित केली जाऊ शकते.
३. विद्युत विभव पद्धत (वाहकता पद्धत)
प्रायोगिक उपकरणामध्ये प्रामुख्याने चार भाग असतात. उजवीकडील भाग हा निष्क्रिय वायू उपकरण आहे, ज्यात सामान्यतः नायट्रोजन वापरला जातो, परंतु कधीकधी हवा देखील वापरली जाते. फरक हा आहे की, नायट्रोजन संरक्षण वापरताना, पीव्हीसी कॅल्शियम झिंक स्टेबिलायझर हवेतील ऑक्सिजन ऑक्सिडेशनमुळे होणारे पीव्हीसी मदर चेन्सचे क्षरण टाळू शकतो. प्रायोगिक उष्णता उपकरण साधारणपणे १८०°C तापमानाचे ऑइल बाथ असते. पीव्हीसी आणि उष्णता स्टेबिलायझर्सचे मिश्रण ऑइल बाथच्या आत ठेवले जाते. जेव्हा HCl वायू तयार होतो, तेव्हा तो निष्क्रिय वायू सोबत डाव्या बाजूच्या NaOH द्रावणात प्रवेश करतो. NaOH त्वरीत HCl शोषून घेतो, ज्यामुळे द्रावणाच्या pH मूल्यात बदल होतो. कालांतराने pH मीटरमधील बदलांची नोंद करून, वेगवेगळ्या उष्णता स्टेबिलायझर्सचा परिणाम निश्चित केला जाऊ शकतो. प्रायोगिक परिणामांमध्ये, प्रक्रियेद्वारे प्राप्त झालेला pH t वक्र हा प्रवर्तन कालावधी आणि विकास कालावधीमध्ये विभागलेला असतो आणि प्रवर्तन कालावधीची लांबी उष्णता स्टेबिलायझरच्या प्रभावीतेनुसार बदलते.
४. टॉर्क ऱ्हीओमीटर
टॉर्क ऱ्हीओमीटर हे पीव्हीसीच्या प्रत्यक्ष प्रक्रियेचे अनुकरण करणारे एक वैशिष्ट्यपूर्ण लहान उपकरण आहे. या उपकरणाच्या बाहेरच्या बाजूला एक बंद प्रक्रिया पेटी असते आणि उपकरणाला जोडलेल्या संगणकाद्वारे प्रक्रिया पेटीचे तापमान व आतील दोन रोलर्सचा वेग नियंत्रित केला जाऊ शकतो. टॉर्क ऱ्हीओमीटरमध्ये टाकण्यात येणाऱ्या पदार्थाचे वस्तुमान साधारणपणे ६०-८० ग्रॅम असते, जे वेगवेगळ्या उपकरणांच्या मॉडेलनुसार बदलते. प्रयोगाच्या पायऱ्या खालीलप्रमाणे आहेत: विविध उष्णता स्थिरक (heat stabilizers) असलेले मास्टरबॅच आगाऊ तयार करा. या मूलभूत मास्टरबॅच सूत्रामध्ये सामान्यतः पीव्हीसी सीपीई, CaCO3, TiO, स्नेहक (Lubricants) इत्यादींव्यतिरिक्त ACR चा समावेश असतो. टॉर्क ऱ्हीओमीटरचे तापमान आगाऊ सेट केले जाते. जेव्हा ते निर्दिष्ट तापमानापर्यंत पोहोचते आणि वेग स्थिर होतो, तेव्हा तोललेले मिश्रण प्रक्रिया पेटीत टाकले जाते, ती पटकन बंद केली जाते आणि जोडलेल्या संगणकावर विविध पॅरामीटर्स नोंदवले जातात, ज्याला ऱ्हीओलॉजिकल वक्र (rheological curve) म्हणतात. प्रक्रियेनंतर, एक्सट्रूड केलेल्या पदार्थाची विविध बाह्य वैशिष्ट्ये, जसे की पांढरेपणा, त्याला आकार मिळाला आहे की नाही, गुळगुळीतपणा इत्यादी देखील मिळवता येतात. या मापदंडांचा वापर करून, संबंधित उष्णता स्थिरीकरण घटकाची औद्योगिक क्षमता निश्चित केली जाऊ शकते. एका योग्य उष्णता स्थिरीकरण घटकामध्ये योग्य टॉर्क आणि प्लॅस्टिकीकरण वेळ असावा, आणि उत्पादनाला चांगला आकार मिळून ते उच्च पांढरेपणाचे आणि गुळगुळीत पृष्ठभागाचे असावे. टॉर्क ऱ्हीओमीटरने प्रयोगशाळेतील संशोधन आणि औद्योगिक मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादन यांच्यात एक सोयीस्कर दुवा निर्माण केला आहे.
५. डायनॅमिक डबल रोल टेस्ट
उष्णता स्थिरीकरण करणाऱ्या पदार्थांच्या परिणामाचे गतिशीलपणे मोजमाप करण्यासाठी एक पूरक पद्धत म्हणून, ऱ्हीओमीटरच्या अनुपस्थितीत डायनॅमिक डबल रोलर्सचा वापर केला जातो आणि प्रयोगात डबल रोलर टॅब्लेट दाबण्याचे उपकरण निवडले जाते. त्यात उच्च-गतीने मिसळलेली पावडर टाकून त्याला आकार दिला जातो. मिळालेल्या नमुन्याला वारंवार दाबले जाते. जोपर्यंत चाचणीचा तुकडा काळा होत नाही, तोपर्यंत त्याला पूर्णपणे काळे होण्यासाठी लागणारा वेळ नोंदवला जातो, ज्याला काळे होण्याची वेळ (ब्लॅकनिंग टाइम) म्हणतात. काळे होण्याच्या कालावधीची तुलना करून पीव्हीसीवरील वेगवेगळ्या उष्णता स्थिरीकरण करणाऱ्या पदार्थांच्या औष्णिक स्थिरतेचा परिणाम निश्चित केला जातो.