[Naklejki naukowe] Proces formowania wtryskowego 5 ogólnych tworzyw sztucznych

Polipropylen (PP)
proces formowania wtryskowego

PP jest powszechnie określany jako polipropylen, ze względu na dobre właściwości zapobiegające pękaniu, nazywany jest także „100% tworzywem sztucznym”. PP jest półprzezroczystym, półkrystalicznym tworzywem termoplastycznym o wysokiej wytrzymałości, dobrej izolacji, niskiej absorpcji wody, wysokiej temperaturze odkształcenia cieplnego, niskiej gęstości i wysokiej krystaliczności. Modyfikowane wypełniacze obejmują zwykle włókna szklane, wypełniacze mineralne i kauczuki termoplastyczne.
Płynność PP do różnych celów jest zupełnie inna, a PP natężenie przepływu powszechnie używane jest pomiędzy ABS i PC.

1. Przetwórstwo plastyczne

Czysty PP jest półprzezroczysty w kolorze kości słoniowej i można go barwić na różne kolory. Do barwienia PP na ogólnych wtryskarkach można stosować wyłącznie przedmieszki kolorowe. Na niektórych maszynach znajdują się niezależne elementy uplastyczniające, które wzmacniają efekt mieszania, a także można je barwić tonerem. Produkty stosowane na zewnątrz są zazwyczaj wypełnione stabilizatorami UV i sadzą. Stosunek wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu nie powinien przekraczać 15%, w przeciwnym razie spowoduje to spadek wytrzymałości oraz rozkład i odbarwienie. Ogólnie rzecz biorąc, przed wtryskiwaniem PP nie jest wymagana żadna specjalna obróbka suszenia.

2. Dobór wtryskarki

Nie ma specjalnych wymagań dotyczących doboru wtryskarek. Ponieważ PP ma wysoką krystaliczność. Wymagana jest wtryskarka komputerowa o wyższym ciśnieniu wtrysku i wielostopniowym sterowaniu. Siłę zwarcia ogólnie określa się na 3800 t/m2, a objętość wtrysku wynosi 20% -85%.

3. Projekt formy i bramy

Temperatura formy wynosi 50-90 ℃, a wysoka temperatura formy jest stosowana w przypadku wyższych wymagań dotyczących wielkości. Temperatura rdzenia jest o ponad 5 ℃ niższa niż temperatura wnęki, średnica prowadnicy wynosi 4-7 mm, długość przewężki igłowej wynosi 1-1,5 mm, a średnica może wynosić zaledwie 0,7 mm. Długość bramy krawędziowej jest tak krótka, jak to możliwe, około 0,7 mm, głębokość stanowi połowę grubości ścianki, a szerokość jest dwukrotnie większa od grubości ścianki i będzie stopniowo zwiększać się wraz z długością przepływu stopu we wnęce. Forma musi mieć dobrą wentylację. Otwór wentylacyjny ma głębokość 0,025–0,038 mm i grubość 1,5 mm. Aby uniknąć śladów skurczu, należy stosować duże i okrągłe dysze oraz okrągłe prowadnice, a grubość żeber powinna być niewielka (na przykład 50-60% grubości ścianki). Grubość produktów wykonanych z homopolimeru PP nie powinna przekraczać 3 mm, w przeciwnym razie pojawią się pęcherzyki (w produktach o grubych ściankach można stosować wyłącznie kopolimer PP).

4. Temperatura topnienia

Temperatura topnienia PP wynosi 160-175°C, a temperatura rozkładu 350°C, ale ustawienie temperatury podczas wtrysku nie może przekroczyć 275°C, a temperatura topnienia wynosi najlepiej 240°C.

5. Prędkość wtrysku

Aby zredukować naprężenia wewnętrzne i odkształcenia, należy wybrać wtrysk o dużej prędkości, ale niektóre gatunki PP i formy są nieodpowiednie (pojawiają się pęcherzyki i przewody gazowe). Jeżeli na wzorzystej powierzchni pojawiają się jasne i ciemne pasy rozproszone przez bramę, należy zastosować wtrysk z małą prędkością i wyższą temperaturę formy.

6. Roztopić przeciwciśnienie

5bar melt adhesive back pressure can be used, and the back pressure of the toner material can be adjusted appropriately.

7. Wtrysk i utrzymywanie ciśnienia

Zastosuj wyższe ciśnienie wtrysku (1500-1800bar) i ciśnienie dotrzymania (około 80% ciśnienia wtrysku). Przełącz na ciśnienie utrzymywania na poziomie około 95% pełnego skoku i stosuj dłuższy czas utrzymywania.

8. Obróbka końcowa produktów

Aby zapobiec skurczowi i deformacji spowodowanej krystalizacją, produkty zazwyczaj należy namoczyć w gorącej wodzie.

Polietylen (PE)
proces formowania wtryskowego

PE jest surowcem krystalicznym zawierającym wyjątkowo niska higroskopijność, nie więcej niż 0,01% , dzięki czemu nie ma potrzeby suszenia przed obróbką. Łańcuch molekularny PE ma dobrą elastyczność, małą siłę między wiązaniami, niska lepkość stopu i doskonała płynność . Dzięki temu można formować wyroby cienkościenne i długoprocesowe bez stosowania zbyt wysokiego ciśnienia podczas formowania. Stopień skurczu PE jest szeroki, wartość skurczu jest duża, a kierunkowość jest oczywista. Stopień skurczu LDPE wynosi około 1,22%, a współczynnik skurczu HDPE wynosi około 1,5%. Dlatego łatwo ulega odkształceniu i wypaczeniu, a warunki chłodzenia formy mają duży wpływ na skurcz. Dlatego należy kontrolować temperaturę formy, aby utrzymać równomierne i stabilne chłodzenie.
Zdolność krystalizacyjna PE jest wysoka, a temperatura formy ma duży wpływ na stan krystalizacji części z tworzyw sztucznych. Temperatura formy jest wysoka, chłodzenie stopu jest powolne, krystaliczność części z tworzywa sztucznego jest wysoka, a wytrzymałość jest również wysoka.
Temperatura topnienia PE nie jest wysoka, ale ciepło właściwe jest duże, więc nadal musi zużywać więcej ciepła podczas plastyfikacji. Dlatego też, aby poprawić wydajność produkcji, od urządzenia plastyfikującego wymagana jest duża moc grzewcza.
Zakres temperatur mięknienia PE jest niewielki, a stopiony materiał łatwo ulega utlenieniu. Dlatego podczas procesu formowania należy w jak największym stopniu unikać kontaktu stopu z tlenem, aby nie obniżyć jakości części z tworzyw sztucznych.
Części PE są miękkie i łatwe do wyjęcia z formy, więc jeśli części z tworzywa sztucznego mają płytkie rowki, można je mocno zdeformować.
Nienewtonowska właściwość stopionego PE nie jest oczywista, zmiana szybkości ścinania ma niewielki wpływ na lepkość, a wpływ temperatury na lepkość stopionego PE również jest niewielki.
Szybkość chłodzenia stopionego PE jest powolna, dlatego należy go wystarczająco schłodzić. Forma powinna mieć lepszy system chłodzenia.
Jeżeli stopiony PE będzie podawany bezpośrednio z otworu zasilającego podczas wtrysku, należy zwiększyć naprężenia oraz znacząco zwiększyć nierównomierny skurcz i kierunkowość. Dlatego należy zwrócić uwagę na dobór parametrów portu zasilającego.
Temperatura formowania PE jest stosunkowo szeroka. W stanie płynnym niewielkie wahania temperatury nie mają wpływu na proces formowania wtryskowego.
PE ma dobrą stabilność termiczną, ogólnie nie ma oczywistego zjawiska rozkładu poniżej 300 stopni i nie ma to wpływu na jakość.

1. Główne warunki formowania PE
temperatura beczki:
temperatura beczki zależy głównie od gęstości PE i wielkości przepływu stopu, a także od rodzaju i wydajności wtryskarki oraz kształtu pierwszorzędnej części z tworzywa sztucznego. Ponieważ PE jest polimerem krystalicznym, ziarna kryształów muszą pochłonąć pewną ilość ciepła podczas topienia, dlatego temperatura beczki powinna być o 10 stopni wyższa niż temperatura topnienia. W przypadku LDPE temperatura beczki jest kontrolowana na poziomie 140-200°C, temperatura beczki z HDPE jest kontrolowana na poziomie 220°C, tylna część beczki przyjmuje wartość minimalną, a przód przyjmuje wartość maksymalną.
Temperatura formy:
Temperatura formy ma większy wpływ na krystalizację części z tworzyw sztucznych. Wysoka temperatura formy, wysoka krystaliczność stopu, wysoka wytrzymałość, ale skurcz również wzrośnie. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura formy LDPE jest kontrolowana na poziomie 30°C-45°C, podczas gdy temperatura HDPE jest odpowiednio wyższa o 10-20°C.
Ciśnienie wtrysku:
Zwiększenie ciśnienia wtrysku jest korzystne dla wypełnienia wytopu. Ponieważ płynność PE jest bardzo dobra, poza produktami cienkościennymi i smukłymi, należy ostrożnie dobrać niższe ciśnienie wtrysku. Ogólne ciśnienie wtrysku wynosi 50-100 MPa. Kształt jest prosty. W przypadku większych części z tworzywa sztucznego za ścianą ciśnienie wtrysku może być niższe i odwrotnie.

Polichlorek winylu (PVC)
proces formowania wtryskowego

1. Typowy zakres zastosowań

Rury wodociągowe, rury domowe, panele ścienne domów, obudowy maszyn komercyjnych, opakowania produktów elektronicznych, sprzęt medyczny, opakowania żywności itp.

2. Właściwości chemiczne i fizyczne

Materiał PVC jest materiałem niekrystalicznym. W rzeczywistym zastosowaniu do materiałów PVC często dodaje się stabilizatory, smary, pomocnicze środki przetwarzające, pigmenty, środki zwiększające odporność na uderzenia i inne dodatki. Materiał PVC charakteryzuje się niepalnością, wysoką wytrzymałością, odpornością na warunki atmosferyczne i doskonałą stabilnością geometryczną.
PVC has strong resistance to oxidants, reducing agents and strong acids. Może jednak ulegać korozji pod wpływem stężonych kwasów utleniających, takich jak stężony kwas siarkowy i stężony kwas azotowy i nie nadaje się do kontaktu z węglowodorami aromatycznymi i węglowodorami chlorowanymi.
Bardzo ważnym parametrem procesu jest temperatura topnienia PVC podczas przetwarzania. Jeśli ten parametr nie będzie odpowiedni, spowoduje to problem rozkładu materiału. Charakterystyka płynięcia PVC jest dość słaba, a zakres jego procesu jest bardzo wąski. Zwłaszcza materiał PVC o wysokiej masie cząsteczkowej jest trudniejszy w obróbce (ten rodzaj materiału zwykle wymaga dodania smaru w celu poprawy charakterystyki przepływu), dlatego zwykle stosuje się materiał PVC o małej masie cząsteczkowej. Stopień skurczu PVC jest dość niski, zwykle 0,2 ~ 0,6%.

3. Warunki procesu wtryskiwania

1. Suszenie: zwykle nie jest wymagane żadne suszenie.
2. Temperatura topnienia: 185 ~ 205 ℃ Temperatura formy: 20 ~ 50 ℃.
3. Ciśnienie wtrysku: do 1500bar.
4. Ciśnienie trzymania: do 1000bar.
5. Prędkość wtrysku: Aby uniknąć degradacji materiału, zwykle stosuje się znaczną prędkość wtrysku.
6. Prowadnice i bramy: można zastosować wszystkie konwencjonalne bramy. W przypadku obróbki mniejszych części najlepiej zastosować zasuwy igłowe lub zasuwy zanurzone; w przypadku grubszych części najlepiej zastosować zasuwy wentylatorowe. Minimalna średnica zastawek igłowych lub zasuw zanurzonych powinna wynosić 1 mm; grubość bramek sektorowych nie powinna być mniejsza niż 1mm.
7. Właściwości chemiczne i fizyczne: Sztywne PCV jest jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych.

Polistyren (PS)
proces formowania wtryskowego

1. Typowy zakres zastosowań

Opakowania produktów, artykuły gospodarstwa domowego (zastawa stołowa, tace itp.), elektryczne (pojemniki przezroczyste, rozpraszacze źródeł światła, folie izolacyjne itp.).

2. Właściwości chemiczne i fizyczne

Większość dostępnych na rynku PS to materiały przezroczyste, niekrystaliczne. PS charakteryzuje się bardzo dobrą stabilnością geometryczną, stabilnością termiczną, właściwościami transmisji optycznej, właściwościami izolacji elektrycznej i bardzo małą tendencją do pochłaniania wilgoci. Jest odporny na wodę i rozcieńczone kwasy nieorganiczne, ale może ulec korozji pod wpływem silnych kwasów utleniających, takich jak stężony kwas siarkowy, a także może pęcznieć i odkształcać się w niektórych rozpuszczalnikach organicznych. Typowy skurcz wynosi od 0,4 do 0,7%.

3. Warunki procesu wtryskiwania

1. Suszenie: Jeśli nie jest prawidłowo przechowywane, suszenie zwykle nie jest wymagane. Jeśli wymagane jest suszenie, zalecane warunki suszenia to 80°C przez 2 do 3 godzin.
2. Temperatura topnienia: 180 ~ 280 ℃. W przypadku materiałów trudnopalnych górna granica wynosi 250°C.
3. Temperatura formy: 40 ~ 50 ℃.
4. Ciśnienie wtrysku: 200 ~ 600 barów.
4. Szybkość wtrysku: Zaleca się stosowanie dużej prędkości wtrysku.
5. Prowadnice i bramy: można stosować wszystkie konwencjonalne typy bram.

ABS
proces wtrysku

1. Typowe zastosowania:
Samochody (tablice przyrządów, włazy na narzędzia, kołpaki na koła, skrzynki na lusterka itp.), lodówki, narzędzia o dużej wytrzymałości (suszarki do włosów, blendery, roboty kuchenne, kosiarki do trawy itp.), obudowy telefonów, klawiatury maszyn do pisania, pojazdy rozrywkowe, takie jak wózki golfowe i sanki odrzutowe.

2. Właściwości chemiczne i fizyczne

ABS syntetyzowany jest z trzech monomerów chemicznych: akrylonitrylu, butadienu i styrenu. Każdy monomer ma inną charakterystykę: akrylonitryl ma wysoką wytrzymałość, stabilność termiczną i stabilność chemiczną; butadien ma wytrzymałość i odporność na uderzenia; styren charakteryzuje się łatwą obróbką, dużą gładkością i dużą wytrzymałością. Z morfologicznego punktu widzenia ABS jest materiałem amorficznym.
W wyniku polimeryzacji trzech monomerów powstaje terpolimer składający się z dwóch faz, jedna jest fazą ciągłą styren-akrylonitryl, a druga jest fazą rozproszoną kauczuku polibutadienowego. Charakterystyka ABS zależy głównie od stosunku trzech monomerów i struktury molekularnej w dwóch fazach. Pozwala to na dużą elastyczność w projektowaniu produktu, a na rynku wyprodukowano setki materiałów ABS o różnej jakości. Te różnej jakości materiały zapewniają różne właściwości, takie jak odporność na uderzenia od średniej do wysokiej, wykończenie od niskiej do wysokiej i charakterystyka odkształcenia w wysokiej temperaturze.
Materiał ABS charakteryzuje się bardzo łatwą obróbką, wyglądem, niskim pełzaniem i doskonałą stabilnością wymiarową, a także wysoką udarnością.

3. Warunki procesu wtryskiwania

1. Obróbka susząca: Materiał ABS jest higroskopijny i wymaga suszenia przed obróbką. Zalecane warunki suszenia to co najmniej 2 godziny w temperaturze 80 ~ 90 ℃. Temperatura materiału powinna być mniejsza niż 0,1%.
2. Temperatura topnienia: 210 ~ 280 ℃; zalecana temperatura: 245℃.
Temperatura formy: 25~70℃. (Mold temperature will affect the finish of plastic parts, lower temperature will result in lower finish).
3. Ciśnienie wtrysku: 500 ~ 1000 barów.
4. Prędkość wtrysku: średnia do dużej prędkości.