Características y proceso de moldeo por inyección de materias primas plásticas transparentes

Productos de moldeo por inyección para uso médico Debido a que se requiere que tenga buena transparencia, alta resistencia al desgaste y buena tenacidad al impacto, se necesita hacer mucho trabajo en la composición de los plásticos, el proceso de todo el proceso de moldeo por inyección, el equipo, los moldes, etc., para asegurar que estos plásticos utilizados para reemplazar el vidrio (en adelante denominados plásticos transparentes) tengan una buena calidad de superficie y cumplan con los requisitos de uso. En la actualidad, los plásticos transparentes de uso común en el mercado son polimetilmetacrilato (comúnmente conocido como vidrio acrílico u orgánico, nombre en código PMMA), policarbonato (nombre en código PC), tereftalato de polietileno (nombre en código PET), nailon transparente, AS (copolímero de acrilonitrilo-estireno), polisulfona (nombre en código PSF), etc. Entre ellos, el PMMA es el más utilizado. El PC y el PET son tres tipos de plásticos. Debido al espacio limitado, estos tres plásticos se utilizan como ejemplos para discutir las características y el proceso de moldeo por inyección de los plásticos transparentes.

1. Rendimiento de los plásticos transparentes

Los plásticos transparentes deben tener, en primer lugar, una alta transparencia y, en segundo lugar, cierta resistencia y resistencia al desgaste, resistencia al impacto, buena resistencia al calor, excelente resistencia química y baja absorción de agua. Solo de esta manera pueden cumplir con los requisitos de transparencia y permanecer inalterados durante mucho tiempo durante su uso. La siguiente tabla compara el rendimiento de PMMA, PC y PET. (1) Debido a la amplia variedad de variedades, este es solo un valor promedio y los datos reales de las diferentes variedades son diferentes. (2) Los datos de PET (aspectos mecánicos) son los datos después del estiramiento.

2. Problemas comunes que deben solucionarse

A tener en cuenta durante el moldeo por inyección de plásticos transparentes Debido a la alta transmitancia de luz de los plásticos transparentes, es inevitable que los productos plásticos tengan estrictos requisitos de calidad de la superficie. No debe haber manchas, poros, blanqueamiento, halos, manchas negras, decoloración, brillo deficiente y otros defectos. Por lo tanto, en todo el proceso de moldeo por inyección, se debe prestar gran atención a las materias primas, el equipo, los moldes e incluso el diseño del producto y se deben plantear requisitos estrictos o incluso especiales. En segundo lugar, dado que los plásticos transparentes en su mayoría tienen puntos de fusión altos y poca fluidez, para garantizar la calidad de la superficie del producto, a menudo es necesario realizar ajustes sutiles en los parámetros del proceso, como la temperatura de la máquina, la presión de inyección y la velocidad de inyección, para que el plástico de inyección pueda llenar el molde sin generar tensión interna y provocar la deformación y el agrietamiento del producto. A continuación se trata de la preparación de las materias primas. Los requisitos para el equipo y los moldes, el proceso de moldeo por inyección y el procesamiento de la materia prima de los productos, y se analizan los asuntos a los que se debe prestar atención. (I) Preparación y secado de materias primas Dado que las impurezas en el plástico pueden afectar la transparencia del producto, es necesario almacenarlo y transportarlo. Durante el proceso de alimentación, es necesario prestar atención al sellado para garantizar que las materias primas estén limpias. En particular, si las materias primas contienen humedad, el calentamiento hará que las materias primas se deterioren, por lo que deben secarse, y durante el moldeo por inyección, la alimentación debe utilizar una tolva de secado. Otro punto a tener en cuenta es que durante el proceso de secado, el aire de entrada debe filtrarse y deshumidificarse preferiblemente para garantizar que las materias primas no se contaminen. (ii) Limpieza de barril, tornillo y accesorios Para evitar la contaminación de la materia prima y materiales viejos o impurezas en las depresiones del tornillo y los accesorios, especialmente resinas con poca estabilidad térmica, se deben utilizar agentes de limpieza de tornillos para limpiar todas las piezas antes de su uso y después de apagar para evitar que las impurezas se peguen. Cuando no hay agente de limpieza de tornillos, el tornillo se puede limpiar con resinas como PE y PS. Cuando la máquina se apaga temporalmente, para evitar que las materias primas permanezcan a alta temperatura durante mucho tiempo y provoquen su degradación, se debe reducir la temperatura del secador y del barril. Por ejemplo, la temperatura del barril de PC, PMMA, etc. se debe reducir a menos de 160 °C. (La temperatura de la tolva para PC se debe reducir a menos de 100 °C)

(iii) Cuestiones a las que se debe prestar atención en el diseño del molde

(incluido el diseño del producto) Para evitar que un reflujo deficiente o un enfriamiento desigual provoquen un moldeado deficiente del plástico, defectos superficiales y deterioro, se debe prestar atención a los siguientes puntos en el diseño del molde. a) El espesor de la pared debe ser lo más uniforme posible y la pendiente de desmoldeo debe ser lo suficientemente grande; b) La parte de transición debe ser gradual. Transición suave para evitar esquinas afiladas. Se producen bordes afilados, especialmente los productos de PC no deben tener huecos; c) Puerta. El canal debe ser lo más ancho y corto posible, y la posición de la puerta debe establecerse de acuerdo con el proceso de contracción y condensación. Si es necesario, se debe agregar un pozo frío; d) La superficie del molde debe ser lisa y de baja rugosidad (preferiblemente menos de 0,8); e) Ventilación. La ranura debe ser suficiente para expulsar el aire y el gas en la masa fundida a tiempo; f) A excepción del PET, el espesor de la pared no debe ser demasiado delgado, generalmente no menos de 1 mm.

(IV) Cuestiones a las que se debe prestar atención en el proceso de moldeo por inyección

(incluidos los requisitos de la máquina de moldeo por inyección) Para reducir la tensión interna y los defectos de calidad de la superficie, se debe prestar atención a los siguientes problemas en el proceso de moldeo por inyección. a) Se debe seleccionar un tornillo especial y una máquina de moldeo por inyección con una boquilla separada con control de temperatura; b) Bajo la premisa de que la resina plástica no se descompone, se debe utilizar una humedad de inyección más alta; c) Presión de inyección: generalmente más alta para superar el defecto de alta viscosidad de la masa fundida, pero una presión demasiado alta producirá tensión interna, causando dificultades de desmoldeo y deformación; d) Velocidad de inyección: bajo la condición de llenar el molde, generalmente debe ser baja, y es mejor utilizar una inyección multietapa lenta-rápida-lenta; e) Tiempo de retención y ciclo de moldeo: bajo la condición de llenar el producto sin producir abolladuras ni burbujas, debe ser lo más corto posible para minimizar el tiempo de residencia de la masa fundida en el barril; f) Velocidad del tornillo y contrapresión: bajo la premisa de cumplir con la calidad de plastificación, debe ser lo más baja posible para evitar la posibilidad de descompresión; g) Temperatura del molde: La calidad de enfriamiento del producto tiene un gran impacto en la calidad, por lo que la temperatura del molde debe poder controlar con precisión su proceso. Si es posible, la temperatura del molde debe ser más alta.

(V) Otras cuestiones Para evitar el deterioro de la calidad de la superficie superior

Generalmente, se utiliza la menor cantidad posible de agente desmoldante durante el moldeo por inyección; cuando se utilizan materiales reciclados, no se debe exceder de 20%. A excepción del PET, todos los productos deben ser posprocesados para eliminar la tensión interna. El PMMA debe secarse en una circulación de aire caliente de 70-80 t durante 4 horas; el PC debe calentarse en aire limpio, glicerina, parafina líquida, etc. a 110-135 ℃. El tiempo depende del producto y demora más de 10 horas como máximo. El PET debe pasar por un proceso de estiramiento biaxial para obtener buenas propiedades mecánicas.

3. Proceso de moldeo por inyección de plásticos transparentes Características del proceso de los plásticos transparentes: Además de los problemas comunes anteriores, los plásticos transparentes también tienen algunas características de proceso, que se describen a continuación: 1. Características del proceso de PMMA PM-MA tiene alta viscosidad y fluidez ligeramente pobre, por lo que debe inyectarse a alta temperatura del material y alta presión de inyección. La influencia de la temperatura de inyección es mayor que la presión de inyección, pero aumentar la presión de inyección favorece la mejora de la tasa de contracción del producto. El rango de temperatura de inyección es amplio, la temperatura de fusión es de 160 ℃ y la temperatura de descomposición es de 270 ℃, por lo que el rango de ajuste de la temperatura del material es amplio y la procesabilidad es buena. Por lo tanto, para mejorar la fluidez, puede comenzar con la temperatura de inyección. Mala resistencia al impacto, mala resistencia al desgaste, fácil de rayar, fácil de agrietar, por lo que se debe aumentar la temperatura del molde y mejorar el proceso de condensación para superar estos defectos. 2. Características del proceso de PC El PC tiene una alta viscosidad, una alta temperatura de fusión y una baja fluidez, por lo que debe inyectarse a una temperatura más alta (entre 270-320t). En términos relativos, el rango de ajuste de la temperatura del material es estrecho y la procesabilidad no es tan buena como la del PMMA. La presión de inyección tiene poco efecto sobre la fluidez, pero debido a la alta viscosidad, aún se requiere una gran presión de inyección. En consecuencia, para evitar la generación de tensión interna, el tiempo de retención debe ser lo más corto posible. La tasa de contracción es grande y el tamaño es estable, pero el producto tiene una gran tensión interna y es fácil de agrietar, por lo que es aconsejable aumentar la temperatura en lugar de la presión para mejorar la fluidez y aumentar la temperatura del molde, mejorar la estructura del molde y el posprocesamiento para reducir la posibilidad de agrietamiento. Cuando la velocidad de inyección es baja, la compuerta es propensa a defectos como ondulaciones. La temperatura de la boquilla radial debe controlarse por separado, la temperatura del molde debe ser alta y la resistencia del canal y de la compuerta debe ser pequeña. 3. Características del proceso de PET La temperatura de moldeo del PET es alta y el rango de ajuste de la temperatura del material es estrecho (260-300 ℃), pero después de la fusión, la fluidez es buena, por lo que la procesabilidad es pobre y a menudo se agrega un dispositivo anti-corrientes a la boquilla. La resistencia mecánica y el rendimiento después de la inyección no son altos, y el rendimiento debe mejorarse mediante el proceso de estiramiento y modificación. El control preciso de la temperatura del molde es un factor importante para evitar deformaciones y alabeos. Por lo tanto, se recomienda utilizar un molde de canal caliente. La temperatura del molde es demasiado alta, de lo contrario provocará un brillo superficial deficiente y dificultad en el desmoldeo.

IV. Defectos y soluciones de piezas de plástico transparente Debido a limitaciones de espacio

Aquí solo se analizan los defectos que afectan la transparencia del producto. Para otros defectos, consulte el manual del producto de nuestra empresa u otros materiales. Los defectos son aproximadamente los siguientes: (I) Rayas plateadas: debido a la anisotropía de la tensión interna durante el llenado del molde y la condensación, la tensión generada en la dirección vertical hace que la resina fluya hacia arriba y el índice de refracción es diferente de la orientación sin flujo, lo que da como resultado rayas de seda flash. Cuando se expande, puede causar grietas en el producto. Además de prestar atención al proceso de moldeo por inyección y al molde (lo mejor es recocer el producto. Por ejemplo, el material de PC se puede calentar a más de 160 ℃ y mantenerse durante 3-5 minutos, y luego enfriarse de forma natural. (ii) Burbujas: principalmente debido a que el vapor de agua y otros gases de la resina no se pueden descargar (durante el proceso de condensación del molde) o debido a un llenado insuficiente del molde, la superficie de condensación se condensa demasiado rápido para formar "burbujas de vacío". (iii) Brillo superficial deficiente: principalmente debido a la gran rugosidad del molde, por otro lado, la condensación es demasiado temprana, por lo que la resina no puede copiar el estado de la superficie del molde. Todo esto hace que la superficie produzca pequeñas protuberancias y desniveles, y el producto pierde su brillo. (iv) Marcas de vibración: se refiere a las ondulaciones densas formadas a partir del bebedero como centro. La razón es que la viscosidad de la masa fundida es demasiado alta, el material del extremo frontal se ha condensado en la cavidad y el material posterior rompe esta superficie de condensación, (v) Blanqueamiento. Halo: causado principalmente por la caída de polvo en la materia prima en el aire o por un contenido excesivo de agua en la materia prima. (VI) Humo blanco. Manchas negras: debido principalmente a la descomposición o deterioro de la resina del cañón causado por el sobrecalentamiento local del plástico en el cañón. Con el fin de explicar claramente las medidas adoptadas para superar estas deficiencias.