Quins tipus de plàstics es poden processar amb màquines d'emmotllament per injecció?

Com a equip bàsic del processament de plàstics, les màquines d'emmotllament per injecció aconsegueixen una alta precisió i eficiència escalfant plàstics termoplàstics o termoestables per a l'estat de fusió i injectant cavitats de motlle. Processa una àmplia gamma de productes, des de productes quotidians fins a components industrials, abastant més de 20 tipus de plàstics. En aquest article, s'analitzen sistemàticament els tipus de plàstics utilitzats en màquines d'emmotllament per injecció des de quatre aspectes: classificació del material, característiques de rendiment, adaptabilitat al processament i escenaris d'aplicació típics.

Els plàstics bàsics representen més del 70% del consum mundial de plàstics i es caracteritzen per una alta producció, un baix cost i un rendiment de processament estable. Són els principals materials utilitzats en màquines d'emmotllament per injecció.
1.1 Polietilè
El polietilè (HDPE) i el LDPE són els dos tipus de plàstics amb més rendiment. La cadena molecular de polietilè d'alta densitat (HDPE) està ben disposada, té una bona rigidesa i resistència química i s'utilitza sovint en la fabricació de grans contenidors com ara caixes de facturació i contenidors d'escombraries. El polietilè de baixa densitat (LDPE) té una bona flexibilitat a causa de la seva estructura ramificada i s'aplica àmpliament en productes flexibles com ara pel·lícules i bosses d'embalatge. Durant l'emmotllament per injecció, l'HDPE ha de mantenir la temperatura al barril entre 220 graus C i 260 graus per evitar la degradació, mentre que el LDPE es pot processar a temperatures entre 180 graus C i 220 graus.
1.2 Polipropilè (PP)
El polipropilè té la densitat més baixa de plàstics (0,9-0,91 g/cm3), una excel·lent resistència a la fatiga i resistència a la calor (punt de fusió 160 -170 grau) i és el material preferit per a para-xocs i carcasses d'aparells. Durant l'emmotllament per injecció, el polipropilè es deforma fàcilment a causa de les diferents velocitats de cristal·lització, per la qual cosa és necessari optimitzar la temperatura del motlle (recomanat 80-100 graus) i mantenir la pressió (recomanat 60-80% de pressió d'injecció) per controlar la contracció.
1.3 Poliestirè
El PS és conegut per les seves excel·lents propietats òptiques (88-92% de transmissió de la llum), però la seva fragilitat i resistència a la calor (temperatura de desviació de la calor 70-90 graus) limiten la seva aplicació. El poliestirè d'alt impacte (HIPS) és un polímer de butadiè que és de tres a 5 vegades més fort que el PS i s'utilitza àmpliament en carcasses de joguines i teclats d'ordinador. La tecnologia d'emmotllament per injecció d'escapament resol eficaçment el problema dels residus volàtils en el processament de PS i millora la qualitat de la superfície del producte.
1.4 Copolímer d'acrilonitril-butadiè-estirè (ABS)
L'ABS combina la resistència química de l'acrilonitril, la duresa del butadiè i la processabilitat de l'estirè per convertir-se en els plàstics d'enginyeria més utilitzats. El Vicat té una temperatura de suavització de 100-105 graus i una resistència a l'impacte de 3 a 4 vegades superior a la de PS, i és especialment adequat per a la fabricació de carcassa electrònica i peces d'interior de cotxes que requereixen resistència a la força externa. L'emmotllament per injecció de dos colors permet combinar ABS amb altres materials, com ara PC, per satisfer diversos requisits de disseny de productes.

Els plàstics d'enginyeria tenen excel·lents propietats mecàniques, estabilitat tèrmica i resistència química. Per car que sigui, juga un paper insubstituïble en la fabricació-de gamma alta.
2.1 Poliamida (PA, niló)
De la família PA, PA6 i PA66 són els més utilitzats per les seves propietats mecàniques i de processament equilibrades. El rang de punt de fusió és de 220-265 graus, la taxa d'absorció d'aigua fins al 2-3% i l'estabilitat de la mida es veu afectada, òbviament, per la humitat. El PA millorat amb fibra de vidre (GFPA) augmenta la resistència a la tracció a més de 200 MPa i la temperatura de deflexió de calor a més de 200 graus, el que el fa ideal per a components mecànics de precisió com engranatges i coixinets. Durant l'emmotllament per injecció, és essencial un control estricte de les temperatures del barril (PA6: 240-260 graus; PA66: 270-290 graus) i les condicions seques (120 graus + 4 hores d'assecat).
2.2 Policarbonat (PC)
Coneguda com a "cola a prova de bales", PC va mostrar una resistència a l'impacte 300 vegades superior i un 89 89% de transmissió de la llum del vidre 89, però poca resistència a l'abrasió (la superfície era de només 2H). Els aliatges de PC/ABS combinats amb ABS han millorat molt el rendiment general del producte i s'han convertit en un material estàndard per a carcasses de portàtils i quadres d'instruments de cotxes. Durant l'emmotllament per injecció, es requereix una pressió d'injecció elevada (80-120 MPa) i una injecció ràpida (velocitat d'injecció superior o igual a 100 mm/s) per evitar la congelació de la fosa, i es recomana temperatures del motlle entre 80 i 100 graus.
2.3 Polioximetilè (POM)
El POM es coneix com a "super acer" amb duresa (duresa Rockwell M85-105), resistència a l'abrasió propera al metall i una excel·lent estabilitat dimensional (coeficient d'expansió lineal només 6 × 10−5 / grau). Afegint lubricant de politetrafluoroetilè (PTFE), el coeficient de fricció es pot reduir a menys de 0,1, és un material ideal per a engranatges, lliscadors i altres components de transmissió. Durant l'emmotllament per injecció, la temperatura del barril s'ha de controlar entre 190 i 210 graus centígrads per evitar la descomposició del gas formaldehid.

Els plàstics termoestables es solidifiquen mitjançant reaccions químiques durant l'emmotllament, formant una estructura de reticulació irreversible, adequada per a condicions especials que requereixen altes temperatures i resistència química.
3.1 Plàstics fenòlics (PF)
PF és el primer plàstic termoendurible industrialitzat amb un excel·lent aïllament elèctric, resistència a la calor (temperatura contínua de 150 graus) i retard de flama (índex d'oxigen superior o igual al 30%), però fràgil i poca fluïdesa de processament. Afegint agents enduridors i milloradors de flux, pot fabricar interruptors i endolls elèctrics. Durant l'emmotllament per injecció, les temperatures del barril s'han de controlar entre 70 i 90 graus, les temperatures del motlle entre 150 i 180 graus i les pressions d'injecció entre 120 i 150 MPa per superar la resistència a la viscositat elevada.
3.2 Resines epoxi (EP)
L'EP és conegut per la seva excel·lent adherència (resistència a tall superior o igual a 20 MPa) i resistència química i s'utilitza àmpliament en envasos electrònics i matrius compostes. Afegint farcits inorgànics (com la pols de sílice), la contracció es pot reduir significativament (del 2% a menys del 0,1%) i es pot millorar la precisió de les dimensions. L'emmotllament per injecció requereix cargols especialitzats (proporció d'aspecte superior o igual a 20:1) i sistemes d'emmotllament per injecció d'alta-pressió (pressió superior o igual a 200 MPa), amb temperatures del motlle controlades entre 120 i 150 graus.

Els plàstics especials proporcionen propietats especials mitjançant el disseny d'estructura molecular per satisfer les exigències d'alta-exigència en camps aeroespacial, mèdic i d'altres.
4.1 Politetrafluoroetilè
El PTFE (PTFE) té el rang més ampli de temperatures de funcionament (-200 a 260 graus), la més alta estabilitat química (resistència a la corrosió de l'aigua) i el coeficient de fricció més baix (0,04). Tanmateix, la seva viscositat de fusió extremadament alta (1010-1012 Pa. S) dificulta l'emmotllament per injecció tradicional. Es requereix premsat en fred, sinterització o modificació del politetrafluoroetilè (com les fibres de vidre farcides) per reduir la viscositat de la fosa. Els productes de PTFE modificats s'utilitzen àmpliament en segells i suports de coixinets.
4.2 Polieteretercetona
El PEEK té una temperatura-a llarg termini de 240 graus, una resistència a la temperatura-a curt termini de 315 graus i una resistència a la tracció de 90-100 MPa. El PEEK reforçat amb-fibra-de carboni millora el mòdul d'elasticitat fins a 140 GPa, proper al nivell de l'aliatge d'alumini, i s'utilitza àmpliament en estructures aeroespacials i implants mèdics. L'emmotllament per injecció requereix cargols especialitzats d'alta-temperatura (temperatura del barril 380-420 graus) i sistemes d'alta pressió (pressió superior o igual a 250 MPa), amb temperatures del motlle controlades entre 180 graus C i 200 graus .
V. Tendències en tecnologia de processament
Amb el desenvolupament de la ciència dels materials i la tecnologia dels equips, les capacitats de processament de les màquines d'emmotllament per injecció s'estan ampliant:
Emmotllament de materials compostos multi-: la unió laminat de PC/ABS, PA/GF i altres compostos es pot aconseguir mitjançant la tecnologia de co-injecció per millorar el rendiment integral del producte.
Emmotllament per microinjecció: desenvolupament de cargols d'ultra{0}}precisió (diàmetre inferior o igual a 10 mm) i sistemes de control d'alta-resposta per produir microcomponents com engranatges i connectors amb un pes inferior a 0,1 g.
Emmotllament per injecció auxiliar de gas: l'ompliment auxiliar de nitrogen d'alta pressió s'utilitza per reduir les marques de l'aigüera causades per les diferències de gruix de la paret del producte. És adequat per a panells de portes de cotxes, carcasses d'electrodomèstics grans i altres components de paret gruixuda-.
Processament de plàstics de font de bioenergia: adaptar-se a les característiques de l'àcid polilàctic, polihidroxiapatita i altres materials, desenvolupar estructures especials de cargol i sistema de control de temperatura, promoure la industrialització de materials de protecció del medi ambient.
Conclusió:
Les màquines d'emmotllament per injecció s'han expandit des de plàstics tradicionals de productes bàsics fins a plàstics d'enginyeria, plàstics termoestables i fins i tot plàstics especials, cobrint les necessitats de producció des de peces de precisió a escala micromètrica-a components estructurals de gran escala-micròmetres. Amb el desenvolupament de la tecnologia de modificació de materials i la intel·ligència d'equips, els processos d'emmotllament per injecció continuaran tenint un paper central en la fabricació de gamma alta-, impulsant la indústria del plàstic cap a un desenvolupament d'alt rendiment, alt-rendiment, multifuncional i sostenible.