Hvilke typer plastik kan behandles af sprøjtestøbemaskiner?

Som kerneudstyret til plastforarbejdning opnår sprøjtestøbemaskiner høj præcision og effektivitet ved at opvarme termoplastisk eller termohærdende plast til smeltetilstand og sprøjtestøbehulrum. Den behandler en bred vifte af produkter, fra hverdagsprodukter til industrielle komponenter, der dækker mere end 20 typer plast. I dette papir analyseres de plasttyper, der anvendes i sprøjtestøbemaskiner, systematisk ud fra fire aspekter: materialeklassificering, ydeevneegenskaber, bearbejdningstilpasningsevne og typiske anvendelsesscenarier.

Råvareplast udgør over 70 % af det globale plastforbrug og er kendetegnet ved høj produktion, lave omkostninger og stabil forarbejdningsydelse. De er de vigtigste materialer, der bruges i sprøjtestøbemaskiner.
1.1 Polyethylen
Polyethylen (HDPE) og LDPE er de to slags plastik med det højeste udbytte. Højdensitetspolyethylen (HDPE) molekylær kæde er tæt arrangeret, har god stivhed og kemisk resistens og bruges ofte til fremstilling af store beholdere såsom omsætningskasser og skraldespande. Lavdensitetspolyethylen (LDPE) har god fleksibilitet på grund af sin forgrenede struktur og anvendes i vid udstrækning i fleksible produkter såsom film og emballageposer. Under sprøjtestøbning skal HDPE holde temperaturen i tønden mellem 220 grader C og 260 grader for at forhindre nedbrydning, mens LDPE kan behandles ved temperaturer mellem 180 grader C og 220 grader.
1.2 polypropylen (PP)
Polypropylen har den laveste densitet af plast (0,9-0,91 g/cm3), fremragende træthedsbestandighed og varmebestandighed (smeltepunkt 160 -170 grad ) og er det foretrukne materiale til kofangere og apparathuse. Under sprøjtestøbning deformeres polypropylen let på grund af de forskellige krystallisationshastigheder, så det er nødvendigt at optimere formtemperaturen (anbefalet 80-100 grader) og opretholde trykket (anbefalet 60-80 % injektionstryk) for at kontrollere krympningen.
1.3 Polystyren
PS er kendt for sine fremragende optiske egenskaber (88-92 % lystransmission), men dens skørhed og varmebestandighed (varmeafbøjningstemperatur 70-90 grader) begrænser dens anvendelse. High-impact polystyren (HIPS) er en butadienpolymer, der er tre til 5 gange stærkere end PS og er meget udbredt i legetøjshuse og computertastaturer. Udstødningssprøjtestøbningsteknologi løser effektivt problemet med flygtige rester i PS-behandling og forbedrer produktoverfladekvaliteten.
1.4 Acrylonitril-Butadien-styrencopolymer (ABS)
ABS kombinerer den kemiske modstand af acrylonitril, sejheden af ​​butadien og forarbejdeligheden af ​​styren til at blive den mest udbredte ingeniørplast. Vicat har en blødgøringstemperatur på 100-105 grader og en slagstyrke 3 til 4 gange større end PS og er særligt velegnet til fremstilling af elektroniske huse og bilinteriørdele, der kræver ekstern kraftmodstand. To-farve sprøjtestøbning gør det muligt at kombinere ABS med andre materialer, såsom pc, for at opfylde forskellige produktdesignkrav.

Teknisk plast har fremragende mekaniske egenskaber, termisk stabilitet og kemisk resistens. Hvor dyrt det end er, spiller det en uerstattelig rolle i high-fremstilling.
2.1 Polyamid (PA, nylon)
Af PA-familien er PA6 og PA66 de mest udbredte på grund af deres afbalancerede mekaniske og forarbejdningsegenskaber. Smeltepunktsområdet er 220-265 grader, vandabsorptionshastigheden så høj som 2-3%, og størrelsesstabiliteten påvirkes naturligvis af fugt. Glasfiberforbedret PA (GFPA) øger trækstyrken til over 200 MPa og varmeafbøjningstemperaturen til mere end 200 grader, hvilket gør den ideel til præcisionsmekaniske komponenter såsom gear og lejer. Under sprøjtestøbning er streng kontrol af tøndetemperaturer (PA6: 240-260 grader; PA66: 270-290 grader) og tørre forhold (120 grader + 4 timers tørring) afgørende.
2.2 Polycarbonat (PC)
Kendt som "skudsikker lim", PC viste 300 gange slagstyrken og 89 89% lystransmission af 89 glas, men dårlig slidstyrke (overfladen var kun 2H). PC/ABS-legeringer blandet med ABS har i høj grad forbedret produktets overordnede ydeevne og er blevet standardmateriale til bærbare kabinetter og bilinstrumentpaneler. Under sprøjtestøbning kræves højt sprøjtetryk (80-120 MPa) og hurtig indsprøjtning (injektionshastighed større end eller lig med 100 mm/s) for at forhindre smeltefrysning, og formtemperaturer ved 80-100 grader anbefales.
2.3 Polyoxymethylen (POM)
POM er kendt som "superstål" med hårdhed (Rockwell hårdhed M85-105), slidstyrke tæt på metal og fremragende dimensionsstabilitet (lineær ekspansionskoefficient kun 6×10−5/grad). Ved at tilføje polytetrafluorethylen (PTFE) smøremiddel kan friktionskoefficienten reduceres til mindre end 0,1, er et ideelt materiale til gear, skyder og andre transmissionskomponenter. Under sprøjtestøbning bør temperaturen i cylinderen kontrolleres mellem 190 og 210 grader Celsius for at undgå nedbrydning af formaldehydgas.

Termohærdende plast størkner gennem kemiske reaktioner under støbning og danner en irreversibel tværbindingsstruktur, velegnet til særlige forhold, der kræver høj temperatur og kemisk resistens.
3.1 Fenolplast (PF)
PF er den tidligste industrialiserede termohærdende plast med fremragende elektrisk isolering, varmebestandighed (kontinuerlig temperatur på 150 grader) og flammehæmmende egenskaber (iltindeks større end eller lig med 30%), men skør og dårlig forarbejdningsevne. Ved at tilføje hærdemidler og flowforbedrende midler kan den fremstille elektriske kontakter og stikkontakter. Under sprøjtestøbning bør tøndetemperaturer kontrolleres mellem 70 og 90 grader, formtemperaturer mellem 150 og 180 grader og sprøjtetryk mellem 120-150 MPa for at overvinde høj viskositetsmodstand.
3.2 Epoxyharpikser (EP)
EP er kendt for sin fremragende vedhæftning (forskydningsstyrke større end eller lig med 20 MPa) og kemikalieresistens og er meget udbredt i elektronisk emballage og kompositmatrix. Ved at tilføje uorganiske fyldstoffer (såsom silicapulver) kan krympningen reduceres betydeligt (fra 2 % til under 0,1 %) og dimensionsnøjagtigheden kan forbedres. Sprøjtestøbning kræver specialiserede skruer (størrelsesforhold større end eller lig med 20:1) og høj-sprøjtestøbesystemer (tryk større end eller lig med 200 MPa), med formtemperaturer styret mellem 120 og 150 grader.

Specialplast giver specielle egenskaber gennem design af molekylær struktur for at imødekomme høje-krav inden for rumfart, medicinsk og andre områder.
4.1 Polytetrafluorethylen
PTFE (PTFE) har det bredeste område af driftstemperaturer (-200 til 260 grader), den højeste kemiske stabilitet (modstand mod kongevandskorrosion) og den laveste friktionskoefficient (0,04). Men dens ekstremt høje smelteviskositet (1010-1012 Pa. S) gør traditionel sprøjtestøbning vanskelig. Koldpresning, sintring eller modifikation af polytetrafluorethylen (såsom fyldte glasfibre) er påkrævet for at reducere smelteviskositeten. Modificerede PTFE-produkter anvendes i vid udstrækning i tætninger og lejeholdere.
4.2 Polyetheretherketon
PEEK har en lang-temperatur på 240 grader, en kort-temperaturmodstand på 315 grader og en trækstyrke på 90-100 MPa. Kulstof-fiber-forstærket PEEK forbedrer elasticitetsmodulet til 140 GPa, tæt på niveauet af aluminiumslegering, og er meget udbredt i rumfartsstrukturer og medicinske implantater. Sprøjtestøbning kræver specialiserede høj-temperaturskruer (tøndetemperatur 380-420 grader) og højtrykssystemer (tryk større end eller lig med 250 MPa), med formtemperaturer styret mellem 180 grader C og 200 grader.
V. Tendenser inden for behandlingsteknologi
Med udviklingen af ​​materialevidenskab og udstyrsteknologi udvides forarbejdningskapaciteten for sprøjtestøbemaskiner:
Multi-materiale kompositstøbning: Den laminerede binding af PC/ABS, PA/GF og andre kompositter kan opnås ved hjælp af co-injektionsteknologi for at forbedre produktets omfattende ydeevne.
Mikrosprøjtestøbning: Udvikling af ultra-præcisionsskruer (diameter mindre end eller lig med 10 mm) og kontrolsystemer med høj-respons til at producere mikrokomponenter såsom gear og konnektorer, der vejer mindre end 0,1 g.
Gas-hjælpesprøjtestøbning: Højtryksnitrogengas-hjælpefyldning bruges til at reducere synkemærker forårsaget af forskelle i produktvægtykkelse. Den er velegnet til bildørspaneler, store apparathuse og andre tykke-væggede komponenter.
Forarbejdning af bioenergikilder af plast: tilpasse sig egenskaberne af polymælkesyre, polyhydroxyapatit og andre materialer, udvikle specielle skruestrukturer og temperaturkontrolsystem, fremme industrialiseringen af ​​miljøbeskyttelsesmaterialer.
Konklusion:
Sprøjtestøbemaskiner har udvidet sig fra traditionel råvareplast til teknisk plast, termohærdende plast og endda specialplast, og dækker produktionsbehov fra mikrometer-skala præcisionsdele til mikrometer-skala store strukturelle komponenter. Med udviklingen af ​​materialemodifikationsteknologi og udstyrsintelligens vil sprøjtestøbningsprocesser fortsætte med at spille en central rolle i high-fremstilling, hvilket skubber plastindustrien i retning af høj ydeevne, høj-ydeevne, multifunktionel og bæredygtig udvikling.