Proceso de moldeo por inyección de plástico de uso común (4)

Por Andy de la fábrica Baiyear
Actualizado el 2 de noviembre de 2022

Aquí está el centro de noticias de la industria del moldeo por inyección de Baiyear.A continuación, Baiyear dividirá el proceso de moldeo por inyección en varios artículos para presentar el análisis de las materias primas del proceso de moldeo por inyección, porque hay demasiado contenido.El siguiente es el cuarto artículo.

(8).PP (polipropileno)
1. El desempeño del PP
El PP es un polímero alto cristalino.Entre los plásticos más utilizados, el PP es el más ligero, con una densidad de sólo 0,91 g/cm3 (menor que el agua).Entre los plásticos de uso general, el PP tiene la mejor resistencia al calor, su temperatura de distorsión por calor es de 80-100 ℃ y se puede hervir en agua hirviendo.El PP tiene buena resistencia al agrietamiento por tensión y una alta vida útil a la fatiga por flexión, comúnmente conocido como "pegamento plegable".
El rendimiento integral del PP es mejor que el del material PE.Los productos de PP tienen peso ligero, buena tenacidad y buena resistencia química.Desventajas del PP: baja precisión dimensional, rigidez insuficiente, mala resistencia a la intemperie, "daño al cobre" fácil de producir, tiene el fenómeno de post-contracción y, después del desmolde, es fácil de envejecer, volverse quebradizo y fácil de deformar.El PP ha sido la principal materia prima para la fabricación de fibras debido a su capacidad colorante, propiedades de resistencia química y a la abrasión y condiciones económicas favorables.
El PP es un material semicristalino.Es más duro y tiene un punto de fusión más alto que el PE.Dado que el homopolímero PP es muy frágil a temperaturas superiores a 0 °C, muchos materiales comerciales de PP son copolímeros aleatorios con entre un 1 y un 4 % de etileno añadido o copolímeros de pinza con un mayor contenido de etileno.El material PP de tipo copolímero tiene una temperatura de distorsión térmica más baja (100 ° C), baja transparencia, poco brillo y baja rigidez, pero tiene una mayor resistencia al impacto.La resistencia del PP aumenta al aumentar el contenido de etileno.
La temperatura de reblandecimiento Vicat del PP es de 150°C.Debido al alto grado de cristalinidad, este material tiene buenas propiedades de rigidez superficial y resistencia al rayado.

El PP no tiene problemas de agrietamiento por estrés ambiental.Normalmente, el PP se modifica añadiendo fibras de vidrio, aditivos metálicos o caucho termoplástico.El caudal MFR del PP varía de 1 a 40. Los materiales de PP con bajo MFR tienen mejor resistencia al impacto pero menor ductilidad.Para el mismo material MFR, la resistencia del tipo copolímero es mayor que la del tipo homopolímero.
Debido a la cristalización, la tasa de contracción del PP es bastante alta, generalmente entre 1,8 y 2,5%.Y la uniformidad direccional de la contracción es mucho mejor que la de materiales como el HDPE.Agregar un 30 % de aditivo de vidrio puede reducir la contracción al 0,7 %.
 
Tanto los materiales de PP homopolímero como copolímero tienen una excelente resistencia a la absorción de humedad, resistencia a la corrosión ácida y alcalina y resistencia a la solubilidad.Sin embargo, no es resistente a los disolventes de hidrocarburos aromáticos (como el benceno), a los disolventes de hidrocarburos clorados (tetracloruro de carbono), etc. El PP tampoco es tan resistente a la oxidación a altas temperaturas como el PE.
2. Características del proceso del PP
El PP tiene buena fluidez a la temperatura de fusión y buen rendimiento de moldeo.El PP tiene dos características en el procesamiento:
Uno: la viscosidad del PP fundido disminuye significativamente con el aumento de la velocidad de corte (se ve menos afectada por la temperatura);
El segundo: el grado de orientación molecular es alto y la tasa de contracción es grande.La temperatura de procesamiento del PP es de 220~275℃.Es mejor no superar los 275 ℃.Tiene buena estabilidad térmica (la temperatura de descomposición es de 310 ℃), pero a altas temperaturas (270-300 ℃), permanecerá en el barril durante mucho tiempo.Existe la posibilidad de degradación.Dado que la viscosidad del PP disminuye significativamente con el aumento de la velocidad de corte, aumentar la presión y la velocidad de inyección mejorará su fluidez y mejorará la deformación por contracción y la depresión.Se recomienda una temperatura del molde (40 ~ 80 ℃), 50 ℃.
El grado de cristalización está determinado principalmente por la temperatura del molde, que debe controlarse dentro del rango de 30-50 °C.La masa fundida de PP puede pasar a través de un espacio de matriz muy estrecho y aparecer drapeada.Durante el proceso de fusión del PP, necesita absorber una gran cantidad de calor de fusión (mayor calor específico) y el producto está más caliente después de ser expulsado del molde.
El material PP no necesita secarse durante el procesamiento y la contracción y cristalinidad del PP son menores que las del PE.Velocidad de inyección Generalmente se puede utilizar la inyección a alta velocidad para minimizar la presión interna.Si hay defectos en la superficie del producto, entonces se debe utilizar inyección a menor velocidad a temperaturas más altas.Presión de inyección: hasta 1800bar.
Corredores y compuertas: Para corredores fríos, los diámetros típicos de los corredores varían de 4 a 7 mm.Se recomienda utilizar bebederos y canales de cuerpo redondo.Se pueden utilizar todo tipo de puertas.Los diámetros típicos de las compuertas varían de 1 a 1,5 mm, pero también se pueden utilizar compuertas tan pequeñas como 0,7 mm.Para puertas de borde, la profundidad mínima de la puerta debe ser la mitad del espesor de la pared;el ancho mínimo de la puerta debe ser al menos el doble del espesor de la pared, y los materiales de PP pueden utilizar completamente un sistema de canal caliente.
El PP ha sido la principal materia prima para la fabricación de fibras debido a su capacidad colorante, propiedades de resistencia química y a la abrasión y condiciones económicas favorables.
3. Rango de aplicación típico:
Industria automovilística (principalmente utilizando PP con aditivos metálicos: guardabarros, tubos de ventilación, ventiladores, etc.), electrodomésticos (revestimientos de puertas de lavavajillas, tubos de ventilación de secadoras, marcos y cubiertas de lavadoras, revestimientos de puertas de frigoríficos, etc.), bienes de consumo diario (césped). y equipos de jardinería como cortadoras de césped y aspersores, etc.).
El moldeo por inyección es el segundo mercado más grande para los homopolímeros de PP, incluidos contenedores, cierres, aplicaciones automotrices, artículos para el hogar, juguetes y muchos otros usos finales industriales y de consumo.

(9).PA (nylon)
1. Rendimiento de la AP
PA también es un plástico cristalino (el nailon es una resina cristalina translúcida angular resistente o de color blanco lechoso).Como plástico de ingeniería, el peso molecular del nailon es generalmente de 15.000 a 30.000 y existen muchas variedades.Nailon 6, nailon 66 y nailon 1010 de uso común para moldeo por inyección, nailon 610, etc.
El nailon tiene dureza, resistencia al desgaste y autolubricación, y sus ventajas son principalmente alta resistencia mecánica orgánica, buena tenacidad, resistencia a la fatiga, superficie lisa, alto punto de reblandecimiento, resistencia al calor, bajo coeficiente de fricción, resistencia al desgaste, autolubricación, absorción de impactos. Y reducción de ruido, resistencia al aceite, resistencia a ácidos débiles, resistencia a álcalis y resistencia general a solventes, buen aislamiento eléctrico, autoextinguible, no tóxico, inodoro, buena resistencia a la intemperie.
La desventaja es que la absorción de agua es grande y las propiedades de teñido son deficientes, lo que afecta la estabilidad dimensional y las propiedades eléctricas.El refuerzo de fibra puede reducir la tasa de absorción de agua y permitirle funcionar a altas temperaturas y alta humedad.El nailon tiene muy buena afinidad con la fibra de vidrio (puede usarse durante mucho tiempo a 100 °C), resistencia a la corrosión, peso ligero y fácil moldeo.Las principales desventajas del PA son: fácil absorción de agua, estrictos requisitos técnicos para el moldeo por inyección y mala estabilidad dimensional.Debido a su gran calor específico, el producto está caliente.
PA66 es la resistencia mecánica más alta y la variedad más utilizada de la serie PA.Su cristalinidad es alta, por lo que su rigidez, dureza y resistencia al calor son altas.PA1010 se creó por primera vez en mi país en 1958, con una gravedad específica pequeña y translúcida, alta elasticidad y flexibilidad, menor absorción de agua que PA66 y estabilidad dimensional confiable.
Entre los nailon, el nailon 66 tiene la mayor dureza y rigidez, pero la peor tenacidad.Varios nailon se clasifican por dureza: PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12
La inflamabilidad del nailon es ULS44-2, el índice de oxígeno es 24-28, la temperatura de descomposición del nailon es > 299 ℃ y la combustión espontánea se producirá a 449 ~ 499 ℃.El nailon tiene buena fluidez en estado fundido, por lo que el espesor de pared del producto puede ser tan pequeño como 1 mm.
2. Características del proceso de PA
2.1.La PA absorbe fácilmente la humedad, por lo que debe secarse completamente antes de procesarla y el contenido de humedad debe controlarse por debajo del 0,3%.Las materias primas están bien secas y el brillo del producto es alto; de lo contrario, quedará áspero y el PA no se ablandará gradualmente con el aumento de la temperatura de calentamiento, sino que se ablandará en un rango de temperatura estrecho cercano al punto de fusión.Se produce flujo (diferente de PS, PE, PP, etc.).
La viscosidad del PA es mucho menor que la de otros termoplásticos y su rango de temperatura de fusión es estrecho (solo alrededor de 5 ℃).PA tiene buena fluidez, es fácil de llenar y formar y fácil de quitar.La boquilla es propensa a "salivar" y el pegamento debe ser más grande.
La PA tiene un alto punto de fusión y un alto punto de congelación.El material fundido en el molde se solidificará en cualquier momento porque la temperatura desciende por debajo del punto de fusión, lo que dificulta la finalización del moldeo de llenado.Por lo tanto, se debe utilizar la inyección de alta velocidad (especialmente para piezas de paredes delgadas o de flujo largo).Los moldes de nailon deben tener medidas de escape adecuadas.
En estado fundido, la PA tiene poca estabilidad térmica y es fácil de degradar.La temperatura del barril no debe exceder los 300 °C y el tiempo de calentamiento del material fundido en el barril no debe exceder los 30 minutos.La PA tiene altos requisitos en cuanto a la temperatura del molde y la cristalinidad puede controlarse mediante la temperatura del molde para obtener el rendimiento requerido.
La temperatura del molde del material de PA es preferiblemente de 50 a 90 °C, la temperatura de procesamiento de PA1010 es preferiblemente de 220 a 240 °C y la temperatura de procesamiento de PA66 es de 270 a 290 °C.Los productos de PA a veces requieren un “tratamiento de recocido” o un “tratamiento de acondicionamiento de humedad” según los requisitos de calidad.
2.2.PA12 Antes de procesar poliamida 12 o nailon 12, la humedad debe mantenerse por debajo del 0,1%.Si el material se almacena expuesto al aire, se recomienda secarlo con aire caliente a 85 °C durante 4 a 5 horas.Si el material se almacena en un recipiente hermético, se puede utilizar inmediatamente después de 3 horas de equilibrio de temperatura.La temperatura de fusión es 240~300C;para materiales ordinarios, no debe exceder los 310 °C, y para materiales con propiedades retardantes de llama, no debe exceder los 270 °C.
Temperatura del molde: 30~40C para materiales no reforzados, 80~90C para componentes de paredes delgadas o de área grande y 90~100C para materiales reforzados.Aumentar la temperatura aumentará la cristalinidad del material.El control preciso de la temperatura del molde es importante para PA12.Presión de inyección: hasta 1000 bar (se recomienda una presión de mantenimiento baja y una temperatura de fusión alta).Velocidad de inyección: alta velocidad (mejor para materiales con aditivos de vidrio).
Corredera y compuerta: Para materiales sin aditivos, el diámetro de la corredera debe rondar los 30mm debido a la baja viscosidad del material.Para materiales reforzados, se requiere un diámetro de guía grande de 5 a 8 mm.La forma del corredor debe ser completamente circular.El puerto de inyección debe ser lo más corto posible.
Se pueden utilizar varias formas de puertas.No utilice puertas pequeñas para piezas de plástico grandes, esto es para evitar una presión excesiva o una contracción excesiva en las piezas de plástico.El espesor de la puerta es preferentemente igual al espesor de la pieza de plástico.Si se utiliza una puerta sumergida, se recomienda un diámetro mínimo de 0,8 mm.Los moldes de canal caliente son eficaces, pero requieren un control preciso de la temperatura para evitar que el material se escape o se solidifique en la boquilla.Si se utiliza un canal caliente, el tamaño de la compuerta debe ser menor que el de un canal frío.
2.3.PA6 Poliamida 6 o Nylon 6: Dado que PA6 puede absorber fácilmente la humedad, se debe prestar especial atención al secado antes del procesamiento.Si el material se suministra en embalaje impermeable, el envase deberá mantenerse bien cerrado.Si la humedad es superior al 0,2%, se recomienda secar al aire caliente a más de 80°C durante 16 horas.Si el material ha estado expuesto al aire durante más de 8 horas, se recomienda secar al vacío a 105C durante más de 8 horas.
Temperatura de fusión: 230~280C, 250~280C para variedades reforzadas.Temperatura del molde: 80~90C.La temperatura del molde afecta significativamente la cristalinidad, lo que a su vez afecta las propiedades mecánicas de las piezas de plástico.La cristalinidad es muy importante para las piezas estructurales, por lo que la temperatura recomendada del molde es de 80 a 90 °C.
También se recomiendan temperaturas de molde más altas para piezas de plástico de paredes delgadas y procesos más prolongados.Aumentar la temperatura del molde puede aumentar la resistencia y rigidez de la pieza de plástico, pero reduce la tenacidad.Si el espesor de la pared es superior a 3 mm, se recomienda utilizar un molde de baja temperatura de 20 ~ 40 C.Para el refuerzo de vidrio, la temperatura del molde debe ser superior a 80 °C.Presión de inyección: generalmente entre 750~1250bar (dependiendo del material y del diseño del producto).
Velocidad de inyección: alta velocidad (ligeramente inferior para materiales reforzados).Corredores y puertas: Debido al corto tiempo de solidificación del PA6, la ubicación de la puerta es muy importante.El diámetro de la compuerta no debe ser inferior a 0,5*t (aquí t es el espesor de la pieza de plástico).Si se utiliza un canal caliente, el tamaño de la compuerta debe ser más pequeño que con los canales convencionales, ya que el canal caliente puede ayudar a prevenir la solidificación prematura del material.Si se utiliza una compuerta sumergida, el diámetro mínimo de la compuerta debe ser de 0,75 mm.
 
2.4.PA66 Poliamida 66 o Nylon 66 Si el material se sella antes del procesamiento, no es necesario secarlo.Sin embargo, si se abre el recipiente de almacenamiento, se recomienda secarlo con aire caliente a 85 °C.Si la humedad es superior al 0,2%, se requiere secado al vacío a 105°C durante 12 horas.
Temperatura de fusión: 260~290C.El producto para aditivo de vidrio es 275~280C.Se debe evitar una temperatura de fusión superior a 300 °C.Temperatura del molde: se recomienda 80°C.La temperatura del molde afectará la cristalinidad y la cristalinidad afectará las propiedades físicas del producto.
Para piezas de plástico de paredes delgadas, si se utiliza una temperatura del molde inferior a 40 °C, la cristalinidad de las piezas de plástico cambiará con el tiempo.Para mantener la estabilidad geométrica de las piezas de plástico, es necesario un tratamiento de recocido.Presión de inyección: normalmente 750 ~ 1250 bar, según el material y el diseño del producto.Velocidad de inyección: alta velocidad (ligeramente inferior para materiales reforzados).
Corredores y puertas: Dado que el tiempo de solidificación del PA66 es muy corto, la ubicación de la puerta es muy importante.El diámetro de la compuerta no debe ser inferior a 0,5*t (aquí t es el espesor de la pieza de plástico).Si se utiliza un canal caliente, el tamaño de la compuerta debe ser más pequeño que con los canales convencionales, ya que el canal caliente puede ayudar a prevenir la solidificación prematura del material.Si se utiliza una compuerta sumergida, el diámetro mínimo de la compuerta debe ser de 0,75 mm.
3. Rango de aplicación típico:
3.1.PA12 Poliamida 12 o Nylon 12 Aplicaciones: Medidores de agua y otros equipos comerciales, manguitos de cables, levas mecánicas, mecanismos deslizantes y cojinetes, etc.
3.2.PA6 Poliamida 6 o Nylon 6 Aplicación: Es muy utilizado en piezas estructurales debido a su buena resistencia mecánica y rigidez.Por su buena resistencia al desgaste, también se utiliza para fabricar rodamientos.
 
3.3.PA66 Poliamida 66 o Nylon 66 Aplicación: En comparación con PA6, PA66 se usa más ampliamente en la industria automotriz, carcasas de instrumentos y otros productos que requieren resistencia al impacto y requisitos de alta resistencia.

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