Eigenschaften und Spritzgussverfahren von transparenten Kunststoffrohstoffen

Medizinische Spritzgussprodukte Da eine gute Transparenz, hohe Verschleißfestigkeit und gute Schlagzähigkeit erforderlich sind, muss viel Arbeit in die Zusammensetzung der Kunststoffe, den gesamten Spritzgussprozess, die Ausrüstung, die Formen usw. gesteckt werden, um sicherzustellen, dass diese als Glasersatz verwendeten Kunststoffe (im Folgenden als transparente Kunststoffe bezeichnet) eine gute Oberflächenqualität aufweisen und den Nutzungsanforderungen entsprechen. Derzeit sind die auf dem Markt am häufigsten verwendeten transparenten Kunststoffe Polymethylmethacrylat (allgemein bekannt als Acryl- oder organisches Glas, Codename PMMA), Polycarbonat (Codename PC), Polyethylenterephthalat (Codename PET), transparentes Nylon (Acrylnitril-Styrol-Copolymer), Polysulfon (Codename PSF) usw. Unter ihnen wird PMMA am häufigsten verwendet. PC und PET sind drei Arten von Kunststoffen. Aus Platzgründen werden diese drei Kunststoffe als Beispiele verwendet, um die Eigenschaften und den Spritzgussprozess von transparenten Kunststoffen zu erläutern.

1. Leistungsfähigkeit transparenter Kunststoffe

Transparente Kunststoffe müssen erstens eine hohe Transparenz aufweisen und zweitens eine gewisse Festigkeit und Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit, gute Hitzebeständigkeit, ausgezeichnete chemische Beständigkeit und geringe Wasseraufnahme haben. Nur so können sie die Transparenzanforderungen erfüllen und während des Gebrauchs über einen langen Zeitraum unverändert bleiben. Die folgende Tabelle vergleicht die Leistung von PMMA, PC und PET. (1) Aufgrund der großen Sortenvielfalt ist dies nur ein Durchschnittswert und die tatsächlichen Daten verschiedener Sorten sind unterschiedlich. (2) PET-Daten (mechanische Aspekte) sind die Daten nach dem Dehnen.

2. Häufige Probleme, die

Beim Spritzgießen von transparentem Kunststoff ist zu beachten Aufgrund der hohen Lichtdurchlässigkeit von transparentem Kunststoff sind strenge Anforderungen an die Oberflächenqualität von Kunststoffprodukten unabdingbar. Es dürfen keine Flecken, Poren, Weißfärbungen, Lichthöfe, schwarzen Flecken, Verfärbungen, schlechter Glanz und andere Mängel vorhanden sein. Daher muss im gesamten Spritzgussverfahren den Rohstoffen, der Ausrüstung, den Formen und sogar dem Produktdesign große Aufmerksamkeit gewidmet und strenge oder sogar spezielle Anforderungen gestellt werden. Zweitens ist es, da transparente Kunststoffe meist einen hohen Schmelzpunkt und eine schlechte Fließfähigkeit aufweisen, oft notwendig, subtile Anpassungen an den Prozessparametern wie Maschinentemperatur, Einspritzdruck und Einspritzgeschwindigkeit vorzunehmen, um die Oberflächenqualität des Produkts sicherzustellen, damit der Spritzgusskunststoff die Form füllen kann, ohne dass innere Spannungen entstehen und das Produkt verformt und rissig wird. Im Folgenden werden die Vorbereitung der Rohstoffe, die Anforderungen an Ausrüstung und Formen, der Spritzgussprozess und die Rohstoffverarbeitung von Produkten sowie die zu beachtenden Punkte erläutert. (I) Vorbereitung und Trocknung der Rohstoffe Da Verunreinigungen im Kunststoff die Transparenz des Produkts beeinträchtigen können, ist es notwendig, ihn richtig zu lagern und zu transportieren. Während des Zuführvorgangs muss auf die Abdichtung geachtet werden, um sicherzustellen, dass die Rohstoffe sauber sind. Insbesondere wenn die Rohstoffe Feuchtigkeit enthalten, führt Erhitzung zu einer Verschlechterung der Rohstoffe, sodass sie getrocknet werden müssen, und während des Spritzgießens muss für die Zuführung ein Trocknungstrichter verwendet werden. Ein weiterer zu beachtender Punkt ist, dass während des Trocknungsprozesses die Eingangsluft vorzugsweise gefiltert und entfeuchtet werden sollte, um sicherzustellen, dass die Rohstoffe nicht verunreinigt werden. (ii) Reinigung von Zylinder, Schnecke und Zubehör Um eine Verunreinigung der Rohstoffe und alte Materialien oder Verunreinigungen in den Vertiefungen der Schnecke und des Zubehörs zu verhindern, insbesondere bei Harzen mit geringer thermischer Stabilität, sollten alle Teile vor dem Gebrauch und nach dem Herunterfahren mit Schneckenreinigungsmitteln gereinigt werden, um ein Anhaften von Verunreinigungen zu verhindern. Wenn kein Schneckenreinigungsmittel vorhanden ist, kann die Schnecke mit Harzen wie PE und PS gereinigt werden. Wenn die Maschine vorübergehend abgeschaltet wird, sollte die Temperatur des Trockners und des Zylinders gesenkt werden, um zu verhindern, dass die Rohstoffe über längere Zeit bei hoher Temperatur verbleiben und dadurch Schaden nehmen. Beispielsweise sollte die Zylindertemperatur von PC, PMMA usw. auf unter 160 °C gesenkt werden. (Die Trichtertemperatur für PC sollte auf unter 100 °C gesenkt werden.)

(iii) Aspekte, die bei der Formgestaltung beachtet werden sollten

(einschließlich Produktdesign) Um zu verhindern, dass schlechter Rückfluss oder ungleichmäßige Kühlung zu schlechter Kunststoffformung, Oberflächenfehlern und Verschleiß führen, sollten beim Formendesign die folgenden Punkte beachtet werden. a) Die Wandstärke sollte möglichst gleichmäßig und die Entformungsneigung groß genug sein. b) Der Übergangsteil sollte allmählich erfolgen. Der Übergang sollte sanft sein, um scharfe Ecken zu vermeiden. Es entstehen scharfe Kanten, insbesondere bei PC-Produkten dürfen keine Lücken vorhanden sein. c) Anguss. Der Angusskanal sollte möglichst breit und kurz sein und die Angussposition sollte entsprechend dem Schrumpfungs- und Kondensationsprozess eingestellt werden. Bei Bedarf sollte ein Kaltschacht hinzugefügt werden. d) Die Formoberfläche sollte glatt und von geringer Rauheit sein (vorzugsweise weniger als 0,8). e) Entlüftung. Die Nut muss groß genug sein, um Luft und Gas in der Schmelze rechtzeitig abzuführen. f) Mit Ausnahme von PET sollte die Wandstärke nicht zu dünn sein, im Allgemeinen nicht weniger als 1 mm.

(IV) Aspekte, die beim Spritzgussverfahren beachtet werden sollten

(einschließlich der Anforderungen an die Spritzgussmaschine) Um innere Spannungen und Oberflächenqualitätsfehler zu reduzieren, sollten die folgenden Punkte beim Spritzgussverfahren beachtet werden: a) Es sollten eine spezielle Schnecke und eine Spritzgussmaschine mit einer separaten temperaturgeregelten Düse ausgewählt werden. b) Unter der Voraussetzung, dass sich das Kunststoffharz nicht zersetzt, sollte eine höhere Spritzfeuchtigkeit verwendet werden. c) Spritzdruck: Im Allgemeinen höher, um den Fehler der hohen Viskosität der Schmelze zu beheben, aber ein zu hoher Druck erzeugt innere Spannungen und verursacht Entformungsschwierigkeiten und Verformungen. d) Spritzgeschwindigkeit: Beim Füllen der Form sollte sie im Allgemeinen niedrig sein, und es empfiehlt sich, eine mehrstufige langsam-schnell-langsame Injektion zu verwenden. e) Haltezeit und Formzyklus: Beim Füllen des Produkts ohne Dellen und Blasen sollten sie so kurz wie möglich sein, um die Verweilzeit der Schmelze im Zylinder zu minimieren. f) Schneckengeschwindigkeit und Gegendruck: Unter der Voraussetzung, dass die Plastifizierungsqualität eingehalten wird, sollten sie so niedrig wie möglich sein, um eine mögliche Dekompression zu vermeiden. g) Formtemperatur: Die Kühlqualität des Produkts hat einen großen Einfluss auf die Qualität, daher muss die Formtemperatur den Prozess genau steuern können. Wenn möglich, sollte die Formtemperatur höher sein.

(V) Sonstige Fragen Um eine Verschlechterung der Oberflächenqualität zu verhindern

Verwenden Sie beim Spritzgießen im Allgemeinen so wenig Trennmittel wie möglich. Bei Verwendung von recycelten Materialien sollte es 20% nicht überschreiten. Mit Ausnahme von PET sollten alle Produkte nachbearbeitet werden, um innere Spannungen zu beseitigen. PMMA sollte 4 Stunden lang in einer 70-80-t-Heißluftzirkulation getrocknet werden. PC sollte in sauberer Luft, Glycerin, flüssigem Paraffin usw. bei 110-135 °C erhitzt werden. Die Zeit hängt vom Produkt ab und dauert höchstens mehr als 10 Stunden. PET muss einen biaxialen Streckprozess durchlaufen, um gute mechanische Eigenschaften zu erhalten.

3. Spritzgussverfahren für transparente Kunststoffe. Prozesseigenschaften von transparenten Kunststoffen: Neben den oben genannten häufigen Problemen weisen transparente Kunststoffe auch einige Prozesseigenschaften auf, die wie folgt beschrieben werden: 1. Prozesseigenschaften von PMMA PM-MA hat eine hohe Viskosität und eine etwas schlechte Fließfähigkeit, daher muss es bei hoher Materialtemperatur und hohem Spritzdruck gespritzt werden. Der Einfluss der Spritztemperatur ist größer als der des Spritzdrucks, aber eine Erhöhung des Spritzdrucks trägt dazu bei, die Schrumpfungsrate des Produkts zu verbessern. Der Spritztemperaturbereich ist breit, die Schmelztemperatur beträgt 160 °C und die Zersetzungstemperatur 270 °C, daher ist der Einstellbereich der Materialtemperatur breit und die Verarbeitbarkeit gut. Um die Fließfähigkeit zu verbessern, können Sie daher mit der Spritztemperatur beginnen. Schlechte Schlagfestigkeit, schlechte Verschleißfestigkeit, leichtes Verkratzen, leichtes Reißen, daher sollte die Formtemperatur erhöht und der Kondensationsprozess verbessert werden, um diese Mängel zu beheben. 2. Prozesseigenschaften von PC PC hat eine hohe Viskosität, hohe Schmelztemperatur und schlechte Fließfähigkeit, daher muss es bei einer höheren Temperatur (zwischen 270 und 320 t) gespritzt werden. Relativ gesehen ist der Einstellbereich der Materialtemperatur eng und die Verarbeitbarkeit nicht so gut wie bei PMMA. Der Einspritzdruck hat wenig Einfluss auf die Fließfähigkeit, aber aufgrund der hohen Viskosität ist dennoch ein hoher Einspritzdruck erforderlich. Dementsprechend sollte die Haltezeit so kurz wie möglich sein, um die Entstehung von innerer Spannung zu verhindern. Die Schrumpfungsrate ist groß und die Größe ist stabil, aber das Produkt weist große innere Spannungen auf und neigt leicht zum Reißen. Daher ist es ratsam, die Temperatur statt des Drucks zu erhöhen, um die Fließfähigkeit zu verbessern, und die Formtemperatur zu erhöhen, die Formstruktur zu verbessern und die Nachbearbeitung durchzuführen, um die Möglichkeit von Rissen zu verringern. Bei niedriger Einspritzgeschwindigkeit ist der Anguss anfällig für Defekte wie Wellen. Die Temperatur der Radialdüse sollte separat geregelt werden, die Formtemperatur sollte hoch und der Widerstand von Anguss und Anguss gering sein. 3. Prozesseigenschaften von PET Die Formtemperatur von PET ist hoch und der Einstellbereich der Materialtemperatur ist eng (260–300 °C), aber nach dem Schmelzen ist die Fließfähigkeit gut, sodass die Verarbeitbarkeit schlecht ist und der Düse häufig ein Anti-Zug-Gerät hinzugefügt wird. Die mechanische Festigkeit und Leistung nach dem Einspritzen sind nicht hoch und die Leistung muss durch den Streckprozess und die Modifikation verbessert werden. Eine genaue Kontrolle der Formtemperatur ist ein wichtiger Faktor, um Verformungen und Deformationen zu verhindern. Daher wird empfohlen, eine Heißkanalform zu verwenden. Die Formtemperatur ist zu hoch, da dies sonst zu einem schlechten Oberflächenglanz und Schwierigkeiten beim Entformen führt.

IV. Mängel und Lösungen bei transparenten Kunststoffteilen Aufgrund von Platzbeschränkungen

Hier werden nur Mängel besprochen, die die Transparenz des Produkts beeinträchtigen. Weitere Mängel finden Sie im Produkthandbuch oder in anderen Materialien unseres Unternehmens. Die Mängel sind ungefähr die folgenden: (I) Silberstreifen: Aufgrund der Anisotropie der inneren Spannung während des Füllens und der Kondensation der Form führt die in vertikaler Richtung erzeugte Spannung dazu, dass das Harz nach oben fließt und der Brechungsindex von der nicht fließenden Ausrichtung abweicht, was zu blitzartigen Seidenstreifen führt. Wenn es sich ausdehnt, kann es zu Rissen im Produkt führen. Achten Sie nicht nur auf den Spritzgussprozess und die Form (es ist am besten, das Produkt zu glühen. Beispielsweise kann PC-Material auf über 160 °C erhitzt und 3–5 Minuten lang gehalten und dann auf natürliche Weise abgekühlt werden. (ii) Blasen: Hauptsächlich aufgrund von Wasserdampf und anderen Gasen im Harz, die nicht entweichen können (während des Kondensationsprozesses der Form) oder aufgrund unzureichender Formfüllung kondensiert die Kondensationsoberfläche zu schnell und es bilden sich „Vakuumblasen“. (iii) Schlechter Oberflächenglanz: Hauptsächlich aufgrund der großen Rauheit der Form. Andererseits erfolgt die Kondensation zu früh, sodass das Harz den Zustand der Formoberfläche nicht kopieren kann. All dies führt dazu, dass die Oberfläche winzige Beulen und Unebenheiten aufweist und das Produkt seinen Glanz verliert. (iv) Rattermarken: bezieht sich auf die dichten Wellen, die sich vom Anguss in der Mitte aus bilden. Der Grund dafür ist, dass die Schmelzviskosität zu hoch ist, das vordere Endmaterial in der Kavität kondensiert ist und das hintere Material durch diese Kondensationsoberfläche bricht, was zu Rattermarken auf der Oberfläche führt. (v) Weißfärbung. Halo: Wird hauptsächlich durch Staub verursacht, der in die Luft auf das Rohmaterial fällt, oder durch zu hohen Wassergehalt im Rohmaterial. (VI) Weißer Rauch. Schwarze Flecken: Wird hauptsächlich durch Zersetzung oder Verschlechterung des Fassharzes verursacht, die durch lokale Überhitzung des Kunststoffs im Fass verursacht wird. Um die Maßnahmen zur Behebung dieser Mängel klar zu erläutern.