TermoplàsticMaterials- Característiques i propietats, els materials termoplàstics es divideixen en dues categories principals segons la seva resistència a la calor i les seves característiques: termoplàstics-resistents a la calor i-termoplàstics d'ús general.
Tipus i propietats dels plàstics:
△Canvis termodinàmics dels plàstics
Els termoplàstics resistents a la calor-es poden modelar en peces de plàstic-de forma fixa a altes temperatures i mantenir una forma fixa després de refredar-se. Si s'escalfen de nou, es poden suavitzar i fluir, i es poden modelar en peces de plàstic de forma fixa- mitjançant processaments repetits -, això és reversible. Atès que els materials termoplàstics no pateixen canvis químics fonamentals durant el procés d'emmotllament, els materials de ferralla es poden reciclar i reutilitzar, conegut com a "material secundari" o "remolida".
Els termoplàstics experimenten canvis físics durant l'emmotllament, és a dir, simplement no poden canviar el seu estat original quan s'escalfen, sinó que romanen amorfs i no poden fluir després del refredament. Per tant, els materials termoplàstics no es poden escalfar i remodelar repetidament, de manera que la ferralla dels materials termoplàstics generalment no es pot reutilitzar.
Aquest llibre tracta principalment dels "plàstics" - excloent el cautxú, que també és un material termoplàstic.
En comparació amb els processos d'emmotllament de plàstic, tot i que l'emmotllament per injecció té diverses capacitats i avantatges únics, també té alguns defectes i deficiències inherents. Comprendre les principals característiques d'emmotllament de l'emmotllament per injecció de plàstic és el requisit previ i la garantia per al disseny correcte del motlle i la millora de la qualitat de les peces modelades.
(1) Encongiment
Tant si les peces de plàstic poden mantenir l'estabilitat dimensional en condicions de temperatura normals quan es modelen des de la cavitat del motlle i es refreden a temperatura ambient, la mida serà lleugerament més petita que la cavitat del motlle original. Aquesta característica s'anomena contracció, que es pot compensar mitjançant el control de la temperatura d'emmotllament.
Aquesta contracció no només és causada per l'expansió tèrmica i la contracció del propi plàstic, sinó que també es relaciona amb diverses condicions del procés d'emmotllament i factors de disseny del motlle. Després de refredar el plàstic, la taxa de contracció de la peça és la contracció de l'emmotllament, que es pot reduir o millorar mitjançant l'ajust dels paràmetres del procés o petits canvis en la mida de la cavitat del motlle.
Les peces de plàstic es sotmeten a una contracció secundària durant un període de temps després de l'emmotllament, també coneguda com a contracció post{0}}emmotllament,mantenint les mateixes condicions d'emmotllament:
① La contracció de les peces de plàstic no és uniforme. A causa del fet que la taxa de contracció tèrmica dels plàstics canvia amb les condicions físiques i químiques en diferents parts internes, la taxa de contracció de les peces de plàstic després de refredar-se a temperatura ambient varia de mida i no és completament uniforme. Per tant, hi hauria d'haver certes limitacions en la precisió dimensional de l'emmotllament de les peces de plàstic, i la precisió s'hauria de millorar adequadament mitjançant el disseny del motlle.
② La-contracció posterior de les peces de plàstic. Durant el procés d'emmotllament, a causa de diverses tensions internes, reaccions químiques i diverses forces externes - principalment la pressió de modelat -, la peça de plàstic continua existint després de l'emmotllament amb esforç residual. Després de l'emmotllament, a causa de diversos efectes d'estrès residual, la mida de la peça de plàstic continua canviant lleugerament després de la producció. Generalment, la majoria de les peces modelades s'estabilitzen en 10 hores després de l'emmotllament, i bàsicament s'estabilitzen després de 24 hores, però triguen més de 10 dies a estabilitzar-se completament.Prestant atenció i prenent les mesures d'emmotllament corresponentsés la clau per controlar la contracció post{0}}emmotllament.
Per estabilitzar les dimensions finals de les peces de plàstic després de l'emmotllament, de vegades es requereix un tractament tèrmic després de l'emmotllament. El tractament tèrmic permet mantenir el termoplàstic a una temperatura determinada provocant un suavització; L'eliminació de forces externes sobre la contracció de l'emmotllament permet que es produeixi una compensació interna adequada després de l'emmotllament, la qual cosa pot reduir les dimensions de la peça modelada a temperatures de modelat més altes.
③ Contracció direccional de peces de plàstic. Durant el procés d'emmotllament, l'efecte d'orientació dels polímers al llarg de la direcció del flux condueix a l'anisotropia a la part plàstica. La contracció de la peça diferirà inevitablement depenent de la direcció del flux de material: generalment, la contracció és més gran i la força és més alta al llarg de la direcció del flux de material, mentre que la contracció és menor i la força és menor en la direcció perpendicular al flux de material. Simultàniament, a causa de la distribució desigual i la densitat dels additius en diferents parts de la peça de plàstic, la contracció també és desigual, donant lloc a una contracció diferencial i fent que la peça de plàstic sigui propensa a deformacions, deformacions i fins i tot esquerdes.
(2) Fluidesa
Durant el procés d'emmotllament, la capacitat del plàstic d'omplir la cavitat del motlle a una determinada temperatura i pressió s'anomena fluïdesa del plàstic. Aquest és un indicador tècnic complet únic per a l'emmotllament per injecció. Durant el període d'emmotllament, s'ha de prestar atenció a les dimensions de la cavitat del motlle i als seus paràmetres relacionats. Quan la pressió d'emmotllament és massa gran o massa petita, també s'ha de tenir en compte la influència de la fluïdesa.
La mida de la fluïdesa té una relació significativa amb l'estructura molecular dels plàstics. Els plàstics amb estructures moleculars lineals o pesos moleculars més baixos tenen menys obstrucció al flux molecular, donant lloc a una major fluïdesa. Quan s'afegeixen farciments als plàstics, la fluïdesa augmenta amb un major contingut de farciment. La influència de diversos factors de disseny i condicions del procés d'emmotllament sobre la fluïdesa plàstica també és aplicable a la fluïdesa dels compostos polimèrics.
La fluïdesa dels plàstics no és un valor invariable, i el disseny del motlle la pot ajustar en gran mesura. Si la fluïdesa dels plàstics és bona, no vol dir necessàriament que tots els aspectes del procés d'emmotllament per injecció siguin suaus i satisfactoris. Per contra, si la fluïdesa és deficient, es pot millorar augmentant la temperatura o pressió d'emmotllament per injecció. Tanmateix, si la fluïdesa és massa gran, pot provocar fàcilment defectes com ara flaix en la producció de peces de plàstic. Per tant, en el procés d'emmotllament, l'ús de materials plàstics ha de tenir en compte tots els aspectes dels factors d'influència i triar de manera integral els plàstics adequats. Només així es pot garantir la qualitat i seleccionar adequadament els paràmetres del procés d'emmotllament i el disseny del motlle, aconseguint finalment el propòsit de controlar i millorar la qualitat.
D'acord amb la fluïdesa dels plàstics comuns en els requisits de disseny de motlles, la classificació de fluïdesa de l'emmotllament per injecció de termoplàstics generalment es pot dividir en tres categories:
① Plàstics de bona fluïdesa: com ara niló, polietilè, polipropilè, poliestirè, acrílic, butirat d'acetat de cel·lulosa i polioximetilè.
② Plàstics de fluïdesa mitjana: com ara poliestirè modificat, ABS, AS, poliformaldehid, homopolímer de clorur de vinil i politetrafluoroetilè.
③ Plàstics de poca fluïdesa: com ara policarbonat, clorur de polivinil dur, polisulfona, poliimida, polièster aromàtic i fluoroplàstics.
Els principals factors que afecten la fluïdesa dels plàstics d'emmotllament per injecció són:
① Temperatura del plàstic. Quan la temperatura del plàstic és alta, la fluïdesa augmenta de manera corresponent amb la temperatura dels diferents plàstics. Per exemple, el poliestirè, el polipropilè, la poliamida, el polioximetilè, el poliestirè modificat, l'acetat de cel·lulosa i l'ABS tenen una dependència molt sensible de la temperatura de la fluïdesa; per al clorur de polivinil, el poliformaldehid i el polimetacrilat de metil, l'impacte dels canvis de temperatura sobre la fluïdesa és relativament petit.
② Pressió d'injecció. L'augment de la pressió d'injecció pot superar la resistència generada pel flux de fusió i, en conseqüència, augmentar la velocitat d'ompliment de la fusió, formant una major fluïdesa.
③ Estructura del motlle. Com ara la forma del sistema de tancament, la ubicació i la mida de la porta, la forma de la cavitat, el sistema d'escapament, la temperatura del motlle, el gruix de la paret de les peces de plàstic i la presència d'insercions, el nombre i la ubicació de les insercions - afecten directament la situació real d'ompliment dins de la cavitat del motlle i tenen un impacte significatiu en la fluïdesa del plàstic.
(3) Sensibilitat a la calor
La viscositat d'alguns plàstics canvia amb la temperatura durant el procés d'emmotllament a temperatures més baixes i els plàstics es mantenen relativament estables. Tanmateix, quan la temperatura es manté a una temperatura d'emmotllament més alta durant un període prolongat, o l'àrea de la secció transversal-del pas del flux és massa petita, o la velocitat de cisalla és massa alta, es poden produir fenòmens com la decoloració, la degradació i la descomposició a causa de l'augment de l'acció de cisalla. Els plàstics amb aquesta característica s'anomenen plàstics-sensibles a la calor. Com ara PVC rígid, clorur de polivinil, poliformaldehid, polifluoroetilè i fluoroplàstics. Els plàstics-sensibles a la calor es descomponen i alliberen gasos durant la degradació, que corroeixen el motlle i afecten l'aspecte de les peces de plàstic. A més, les seves propietats físiques i mecàniques també es deterioren.
Quan els plàstics-sensibles a la calor pateixen una descomposició o degradació induïda per la calor-durant l'escalfament, es generaran diversos productes de descomposició, alguns dels quals són nocius per al cos humà. Els motlles i l'equip s'han de mantenir nets. Les impureses o la brutícia poden provocar un sobreescalfament localitzat i provocar la degradació del material.
Els agents i additius poden prevenir la descomposició posterior. Per exemple, afegir estabilitzadors de calor al PVC rígid pot millorar el seu efecte de descomposició.
Quan es modelen plàstics-sensibles a la calor en condicions en què el treball s'escalfa o es produeix una descomposició, s'han de prendre algunes mesures durant el disseny del motlle. Es poden afegir estabilitzadors de calor als materials o es poden utilitzar equips adequats (màquines d'injecció de tipus cargol-). S'ha de mantenir un control estricte de la temperatura d'emmotllament, la temperatura del barril, el temps d'escalfament, la velocitat de rotació del cargol i la pressió; i s'han d'adoptar mesures com evitar la retenció de materials i evitar que els equips i motlles es contaminin.
(4) Sensibilitat a la humitat
La sensibilitat a la humitat dels plàstics fa referència a la sensibilitat a la descomposició de la humitat a alta temperatura i alta pressió, com ara el policarbonat, que és un plàstic típic-sensible a la humitat. Fins i tot si conté una petita quantitat d'humitat, es descompondrà a alta temperatura i alta pressió. Per tant, els plàstics-sensibles a la humitat s'han de controlar estrictament pel contingut d'humitat abans de l'emmotllament i s'han de sotmetre a un tractament d'assecat.
(5) Higroscopicitat
La higroscopicitat es refereix a l'afinitat dels plàstics per la humitat. A partir d'això, els plàstics es poden dividir àmpliament en dues categories: una són els plàstics amb propietats d'absorció o adhesió d'aigua, com ara poliamida, policarbonat, polièster, ABS, etc.; l'altre són plàstics que ni absorbeixen aigua ni s'adhereixen a la humitat, com el poliestirè, el polipropilè i el polietilè.
Per als plàstics amb tendències a l'absorció d'aigua, si el contingut d'humitat abans de l'emmotllament no s'elimina i supera un cert límit, aleshores durant el procés d'emmotllament, la humitat es convertirà en gas i farà que el plàstic es descompongui, donant lloc a una reducció de la fluïdesa del plàstic modelat, dificultat de modelat i deteriorament de la qualitat superficial i propietats mecàniques de les peces de plàstic. Per tant, per garantir el bon progrés i la qualitat de l'emmotllament, per als plàstics amb gran higroscopicitat i adhesió a la humitat, s'ha d'eliminar la humitat abans de realitzar el tractament d'emmotllament i assecat. També s'ha de parar atenció als ajustaments adequats de la temperatura del barril i de la calefacció externa de la màquina d'emmotllament per injecció.
(6) Compatibilitat
La compatibilitat es refereix a la capacitat de dos o més tipus diferents de plàstics de no patir separació de fases en estat fos.
Si dos tipus de plàstics són incompatibles, es produirà una separació de fases durant el procés de fusió i modelat, donant lloc a delaminació, descamació i defectes superficials. La incompatibilitat dels plàstics està relacionada amb la seva estructura molecular. Són compatibles les estructures moleculars semblants o fàcilment compatibles entre si, com ara el polietilè d'alta pressió i el polietilè de baixa pressió, el polipropilè barrejat entre si; Les estructures moleculars que són diferents són difícils de ser compatibles, com la barreja de polietilè i poliestirè. La compatibilitat dels plàstics també s'anomena miscibilitat. Comprendre aquesta característica dels plàstics pot ajudar a determinar la compatibilitat de matèries primeres similars o comunes, que és una de les maneres importants de millorar el rendiment dels plàstics.