Polypropylen (PP)
Spritzgussverfahren
PP wird allgemein als Polypropylen bezeichnet, aufgrund seiner guten Bruchfestigkeit wird es auch „100 % Kunststoff“ genannt. PP ist ein halbtransparenter, teilkristalliner Thermoplast mit hoher Festigkeit, guter Isolierung, geringer Wasseraufnahme, hoher Wärmeformbeständigkeit, geringer Dichte und hoher Kristallinität. Zu den modifizierten Füllstoffen gehören üblicherweise Glasfasern, mineralische Füllstoffe und thermoplastische Kautschuke.
Die Fließfähigkeit von PP für verschiedene Zwecke ist sehr unterschiedlich und das PP Durchflussmenge im Allgemeinen verwendet liegt zwischen ABS und PC.
1. Kunststoffverarbeitung
Reines PP ist durchscheinend elfenbeinweiß und kann in verschiedenen Farben eingefärbt werden. Für die PP-Färbung kann auf allgemeinen Spritzgussmaschinen nur Farbmasterbatch verwendet werden. Bei einigen Maschinen gibt es eigenständige Plastifizierungselemente, die den Mischeffekt verstärken, und sie können auch mit Toner eingefärbt werden. Im Außenbereich eingesetzte Produkte sind in der Regel mit UV-Stabilisatoren und Ruß gefüllt. Der Einsatzanteil recycelter Materialien sollte 15 % nicht überschreiten, da es sonst zu einem Festigkeitsabfall sowie zu Zersetzung und Verfärbung kommt. Im Allgemeinen ist vor der PP-Injektionsverarbeitung keine spezielle Trocknungsbehandlung erforderlich.
2. Auswahl der Spritzgießmaschine
Für die Auswahl der Spritzgießmaschinen gelten keine besonderen Anforderungen. Weil PP eine hohe Kristallinität aufweist. Benötigt wird eine Computer-Spritzgießmaschine mit höherem Einspritzdruck und mehrstufiger Steuerung. Die Schließkraft wird im Allgemeinen auf 3800 t/m2 festgelegt und das Einspritzvolumen beträgt 20 % bis 85 %.
3. Formen- und Angussdesign
Die Formtemperatur beträgt 50–90 °C und die hohe Formtemperatur wird für höhere Größenanforderungen verwendet. Die Kerntemperatur ist mehr als 5 °C niedriger als die Hohlraumtemperatur, der Angusskanaldurchmesser beträgt 4–7 mm, die Nadelanschnittlänge beträgt 1–1,5 mm und der Durchmesser kann bis zu 0,7 mm betragen. Die Länge des Randangusses ist so kurz wie möglich, etwa 0,7 mm, die Tiefe beträgt die Hälfte der Wandstärke und die Breite beträgt das Doppelte der Wandstärke und nimmt mit der Länge des Schmelzflusses in der Kavität allmählich zu. Die Form muss gut entlüftet sein. Das Entlüftungsloch ist 0,025 mm bis 0,038 mm tief und 1,5 mm dick. Um Schrumpfspuren zu vermeiden, verwenden Sie große und runde Düsen und kreisförmige Läufer und die Dicke der Rippen sollte gering sein (z. B. 50–60 % der Wandstärke). Die Dicke der Produkte aus Homopolymer-PP sollte 3 mm nicht überschreiten, da sonst Blasen entstehen (bei dickwandigen Produkten kann nur Copolymer-PP verwendet werden).
4. Schmelztemperatur
Der Schmelzpunkt von PP liegt bei 160–175 °C und die Zersetzungstemperatur bei 350 °C, die Temperatureinstellung während der Spritzverarbeitung darf jedoch 275 °C nicht überschreiten und die Schmelztemperatur liegt am besten bei 240 °C.
5. Einspritzgeschwindigkeit
Um innere Spannungen und Verformungen zu reduzieren, sollte eine Hochgeschwindigkeitseinspritzung gewählt werden, einige PP-Typen und Formen sind jedoch nicht geeignet (es treten Blasen und Gaslinien auf). Wenn die gemusterte Oberfläche mit hellen und dunklen Streifen erscheint, die durch den Anschnitt diffundieren, sollten eine langsame Einspritzgeschwindigkeit und eine höhere Formtemperatur verwendet werden.
6. Gegendruck schmelzen
Es kann ein Schmelzklebstoff-Rückdruck von 5 bar verwendet und der Gegendruck des Tonermaterials entsprechend angepasst werden.
7. Injektion und Druckhaltung
Verwenden Sie einen höheren Einspritzdruck (1500–1800 bar) und Nachdruck (ca. 80 % des Einspritzdrucks). Schalten Sie auf Haltedruck bei etwa 95 % des vollen Hubs um und verwenden Sie eine längere Haltezeit.
8. Nachbearbeitung von Produkten
Um Schrumpfung und Verformung durch Nachkristallisation zu verhindern, müssen Produkte grundsätzlich in heißem Wasser eingeweicht werden.
Polyethylen (PE)
Spritzgussverfahren
PE ist ein kristalliner Rohstoff mit extrem geringe Hygroskopizität, nicht mehr als 0,01 % , sodass vor der Verarbeitung kein Trocknen erforderlich ist. Die PE-Molekülkette weist eine gute Flexibilität und eine geringe Kraft zwischen den Bindungen auf. niedrige Schmelzviskosität und ausgezeichnete Fließfähigkeit . Daher können dünnwandige und langprozessfähige Produkte ohne zu hohen Druck beim Formen geformt werden. Die Schrumpfrate von PE ist groß, der Schrumpfwert ist groß und die Richtung ist offensichtlich. Die Schrumpfungsrate von LDPE beträgt etwa 1,22 % und die Schrumpfungsrate von HDPE beträgt etwa 1,5 %. Daher ist es leicht zu verformen und zu verziehen, und die Kühlbedingungen der Form haben einen großen Einfluss auf die Schrumpfung. Daher sollte die Formtemperatur kontrolliert werden, um eine gleichmäßige und stabile Kühlung aufrechtzuerhalten.
Die Kristallisationsfähigkeit von PE ist hoch und die Temperatur der Form hat großen Einfluss auf den Kristallisationszustand der Kunststoffteile. Die Formtemperatur ist hoch, die Schmelzekühlung erfolgt langsam, die Kristallinität des Kunststoffteils ist hoch und auch die Festigkeit ist hoch.
Der Schmelzpunkt von PE ist nicht hoch, aber die spezifische Wärmekapazität ist groß, sodass beim Plastifizieren immer noch mehr Wärme verbraucht werden muss. Daher muss die Plastifiziervorrichtung über eine große Heizleistung verfügen, um die Produktionseffizienz zu verbessern.
Der Erweichungstemperaturbereich von PE ist klein und die Schmelze kann leicht oxidieren. Daher sollte der Kontakt zwischen Schmelze und Sauerstoff während des Formprozesses möglichst vermieden werden, um die Qualität von Kunststoffteilen nicht zu beeinträchtigen.
PE-Teile sind weich und lassen sich leicht entformen. Wenn die Kunststoffteile also flache Rillen aufweisen, können sie stark entformt werden.
Die nicht-Newtonsche Eigenschaft der PE-Schmelze ist nicht offensichtlich, die Änderung der Schergeschwindigkeit hat kaum Einfluss auf die Viskosität und der Einfluss der Temperatur auf die Viskosität der PE-Schmelze ist ebenfalls gering.
Die Abkühlgeschwindigkeit der PE-Schmelze ist langsam und muss daher ausreichend gekühlt werden. Die Form sollte über ein besseres Kühlsystem verfügen.
Wenn die PE-Schmelze beim Einspritzen direkt aus der Zufuhröffnung zugeführt wird, sollte die Spannung erhöht und die ungleichmäßige Schrumpfung sowie die Richtungsabhängigkeit deutlich erhöht werden. Daher sollte auf die Auswahl der Feed-Port-Parameter geachtet werden.
Die Formtemperatur von PE ist relativ breit. Im flüssigen Zustand haben geringfügige Temperaturschwankungen keinen Einfluss auf das Spritzgießen.
PE hat eine gute thermische Stabilität, im Allgemeinen gibt es unter 300 Grad kein offensichtliches Zersetzungsphänomen und es hat keinen Einfluss auf die Qualität.
1. Die wichtigsten Formbedingungen von PE
Fasstemperatur:
Die Zylindertemperatur hängt neben der Art und Leistung der Spritzgießmaschine und der Form des erstklassigen Kunststoffteils hauptsächlich von der Dichte des PE und der Größe des Schmelzflusses ab. Da es sich bei PE um ein kristallines Polymer handelt, müssen die Kristallkörner beim Schmelzen eine gewisse Wärmemenge aufnehmen, daher sollte die Zylindertemperatur 10 Grad über dem Schmelzpunkt liegen. Bei LDPE wird die Zylindertemperatur auf 140–200 °C geregelt, die HDPE-Fasstemperatur wird auf 220 °C geregelt, der hintere Teil des Zylinders nimmt den Minimalwert an und das vordere Ende nimmt den Maximalwert an.
Formtemperatur:
Die Formtemperatur hat einen größeren Einfluss auf die Kristallisation von Kunststoffteilen. Hohe Formtemperatur, hohe Schmelzkristallinität, hohe Festigkeit, aber auch die Schrumpfung nimmt zu. Im Allgemeinen wird die Formtemperatur von LDPE auf 30–45 °C geregelt, während die Temperatur von HDPE entsprechend um 10–20 °C höher liegt.
Einspritzdruck:
Eine Erhöhung des Einspritzdrucks wirkt sich positiv auf das Füllen der Schmelze aus. Aufgrund der sehr guten Fließfähigkeit von PE sollte neben dünnwandigen und schlanken Produkten ein niedrigerer Einspritzdruck sorgfältig gewählt werden. Der allgemeine Einspritzdruck beträgt 50–100 MPa. Die Form ist einfach. Bei größeren Kunststoffteilen hinter der Wand kann der Einspritzdruck geringer sein und umgekehrt.
Polyvinylchlorid (PVC)
Spritzgussverfahren
1. Typischer Anwendungsbereich
Wasserversorgungsrohre, Haushaltsrohre, Hauswandpaneele, gewerbliche Maschinengehäuse, Verpackungen elektronischer Produkte, medizinische Geräte, Lebensmittelverpackungen usw.
2. Chemische und physikalische Eigenschaften
PVC-Material ist ein nichtkristallines Material. Bei der tatsächlichen Verwendung werden PVC-Materialien häufig Stabilisatoren, Schmiermittel, Verarbeitungshilfsmittel, Pigmente, Schlagzähmittel und andere Zusatzstoffe zugesetzt. PVC-Material ist nicht brennbar, hochfest, witterungsbeständig und verfügt über eine hervorragende geometrische Stabilität.
PVC weist eine starke Beständigkeit gegenüber Oxidationsmitteln, Reduktionsmitteln und starken Säuren auf. Es kann jedoch durch konzentrierte oxidierende Säuren wie konzentrierte Schwefelsäure und konzentrierte Salpetersäure korrodieren und ist nicht für den Kontakt mit aromatischen Kohlenwasserstoffen und chlorierten Kohlenwasserstoffen geeignet.
Die Schmelztemperatur von PVC während der Verarbeitung ist ein sehr wichtiger Prozessparameter. Wenn dieser Parameter nicht geeignet ist, führt dies zum Problem der Materialzersetzung. Die Fließeigenschaften von PVC sind recht schlecht und der Verarbeitungsbereich ist sehr eng. Vor allem PVC-Material mit hohem Molekulargewicht ist schwieriger zu verarbeiten (bei dieser Art von Material muss normalerweise Gleitmittel hinzugefügt werden, um die Fließeigenschaften zu verbessern), daher wird normalerweise PVC-Material mit niedrigem Molekulargewicht verwendet. Die Schrumpfungsrate von PVC ist recht gering und beträgt im Allgemeinen 0,2 bis 0,6 %.
3. Bedingungen des Spritzgussverfahrens
1. Trocknungsbehandlung: Normalerweise ist keine Trocknungsbehandlung erforderlich.
2. Schmelztemperatur: 185~205℃ Formtemperatur: 20~50℃.
3. Einspritzdruck: bis zu 1500 bar.
4. Haltedruck: bis zu 1000 bar.
5. Einspritzgeschwindigkeit: Um Materialabbau zu vermeiden, wird im Allgemeinen eine beträchtliche Einspritzgeschwindigkeit verwendet.
6. Läufer und Tore: Alle herkömmlichen Tore können verwendet werden. Bei der Bearbeitung kleinerer Teile verwenden Sie am besten Nadelanschnitte oder Tauchanschnitte; Für dickere Teile verwenden Sie am besten Fächertore. Der Mindestdurchmesser von Nadelanschnitten oder versenkten Anschnitten sollte 1 mm betragen; Die Dicke der Sektortore sollte nicht weniger als 1 mm betragen.
7. Chemische und physikalische Eigenschaften: Hart-PVC ist eines der am häufigsten verwendeten Kunststoffmaterialien.
Polystyrol (PS)
Spritzgussverfahren
1. Typischer Anwendungsbereich
Produktverpackungen, Haushaltswaren (Geschirr, Tabletts usw.), Elektroartikel (transparente Behälter, Lichtquellendiffusoren, Isolierfolien usw.).
2. Chemische und physikalische Eigenschaften
Die meisten kommerziellen PS sind transparente, nichtkristalline Materialien. PS verfügt über eine sehr gute geometrische Stabilität, thermische Stabilität, optische Übertragungseigenschaften, elektrische Isolationseigenschaften und eine sehr geringe Neigung zur Feuchtigkeitsaufnahme. Es ist beständig gegen Wasser und verdünnte anorganische Säuren, kann jedoch durch stark oxidierende Säuren wie konzentrierte Schwefelsäure korrodieren und in einigen organischen Lösungsmitteln aufquellen und sich verformen. Der typische Schrumpf liegt zwischen 0,4 und 0,7 %.
3. Bedingungen des Spritzgussverfahrens
1. Trocknungsbehandlung: Bei unsachgemäßer Lagerung ist eine Trocknungsbehandlung in der Regel nicht erforderlich. Wenn eine Trocknung erforderlich ist, liegen die empfohlenen Trocknungsbedingungen bei 80 °C für 2 bis 3 Stunden.
2. Schmelztemperatur: 180~280℃. Bei flammhemmenden Materialien liegt die Obergrenze bei 250 °C.
3. Formtemperatur: 40~50℃.
4. Einspritzdruck: 200~600bar.
4. Einspritzgeschwindigkeit: Es wird empfohlen, eine schnelle Einspritzgeschwindigkeit zu verwenden.
5. Laufschienen und Tore: Es können alle gängigen Tortypen verwendet werden.
ABS
Injektionsprozess
1. Typische Anwendungen:
Automobile (Instrumententafeln, Werkzeugklappen, Radkappen, Spiegelkästen usw.), Kühlschränke, hochfeste Werkzeuge (Haartrockner, Mixer, Küchenmaschinen, Rasenmäher usw.), Telefongehäuse, Schreibmaschinentastaturen, Unterhaltungsfahrzeuge wie z Golfwagen und Jet-Schlitten.
2. Chemische und physikalische Eigenschaften
ABS wird aus drei chemischen Monomeren synthetisiert: Acrylnitril, Butadien und Styrol. Jedes Monomer hat unterschiedliche Eigenschaften: Acrylnitril hat eine hohe Festigkeit, thermische Stabilität und chemische Stabilität; Butadien hat Zähigkeit und Schlagfestigkeit; Styrol zeichnet sich durch einfache Verarbeitung, hohe Glätte und hohe Festigkeit aus. Aus morphologischer Sicht handelt es sich bei ABS um einen amorphen Werkstoff.
Durch die Polymerisation der drei Monomere entsteht ein Terpolymer mit zwei Phasen, eine ist die kontinuierliche Phase aus Styrol-Acrylnitril und die andere ist die dispergierte Phase aus Polybutadienkautschuk. Die Eigenschaften von ABS hängen hauptsächlich vom Verhältnis der drei Monomere und der Molekülstruktur in den beiden Phasen ab. Dies ermöglicht eine große Flexibilität beim Produktdesign und es wurden Hunderte verschiedener hochwertiger ABS-Materialien auf dem Markt hergestellt. Diese Materialien unterschiedlicher Qualität bieten unterschiedliche Eigenschaften, wie z. B. mittlere bis hohe Schlagfestigkeit, niedrige bis hohe Oberflächengüte und Verformungseigenschaften bei hohen Temperaturen.
ABS-Material zeichnet sich durch eine supereinfache Verarbeitung, optische Eigenschaften, geringes Kriechen und eine hervorragende Dimensionsstabilität sowie eine hohe Schlagzähigkeit aus.
3. Bedingungen des Spritzgussverfahrens
1. Trocknungsbehandlung: ABS-Material ist hygroskopisch und erfordert vor der Verarbeitung eine Trocknungsbehandlung. Die empfohlene Trocknungszeit beträgt mindestens 2 Stunden bei 80–90 °C. Die Materialtemperatur sollte weniger als 0,1 % betragen.
2. Schmelztemperatur: 210~280℃; empfohlene Temperatur: 245℃.
Formtemperatur: 25~70℃. (Die Temperatur der Form beeinflusst das Finish der Kunststoffteile, eine niedrigere Temperatur führt zu einem schlechteren Finish.)
3. Einspritzdruck: 500~1000bar.
4. Einspritzgeschwindigkeit: mittlere bis hohe Geschwindigkeit.
