Plásticos más utilizados para el moldeo por inyección
Materiales plásticos utilizados habitualmente en la fabricación mediante moldeo por inyección: ABS, PP, PET, PMMA, PE, PVC, PC, PS, etc. Las características de cada material plástico son diferentes, y el proceso de moldeo por inyección también lo es.
Debemos elegir distintos materiales plásticos en función de las características del producto, el uso del medio ambiente y otros aspectos de los requisitos.
Estos son los seis materiales más utilizados en la industria: Polipropileno (PP) Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) Poliamida (Nylon) Polietileno de alta densidad (HDPE) Policarbonato (PC) Mezcla de ABS + PC (se utiliza sobre todo para carcasas de electrónica).
Clasificación de las propiedades físicas y químicas de las resinas
Las propiedades fisicoquímicas más básicas de los plásticos vienen determinadas por la naturaleza de la resina. Las resinas pueden clasificarse en naturales y artificiales, también conocidas como resinas sintéticas.
Todas las resinas son polímeros, y estos polímeros tienen una estructura molecular interna única y una estructura molecular externa.
La estructura interna de un polímero determina sus propiedades fisicoquímicas más básicas. Y la estructura externa del polímero determina las propiedades de procesado y las propiedades físicas y mecánicas del polímero.
Clasificación de la forma estructural de la resina
Los polímeros pueden clasificarse en amorfos (amorphous), semicristalinos (semi-crystalline) y cristalinos (crystalline) según la forma estructural entre las cadenas tras la solidificación. Así pues, también existen plásticos amorfos y cristalinos.
Los plásticos cristalinos tienen el proceso de nucleación a generación de grano durante la solidificación, formando un determinado estado corporal. Por ejemplo, PE, PP, PE, POM, etc. son todos cristalinos.
Plásticos amorfos en la solidificación, no hay núcleo, y el proceso de crecimiento de grano es sólo la cadena macromolecular libre “congelación”, tales como PS, PVC, PMMA, PC, etc.
Clasificación de la reflexión de la resina al calor
De acuerdo con la reflexión de su plástico al calor, se puede dividir en termoplásticos y termoestables de plástico dos categorías: plástico termoplástico se caracteriza por la calefacción se puede ablandar, enfriar de nuevo a sólido.
Este proceso reversible puede repetirse muchas veces. Por ejemplo, PS, PVC, PE, PP, POM, etc.; mientras que los plásticos termoestables se caracterizan por la capacidad de convertirse en plástico fundido a una determinada temperatura.
Pero si se sigue elevando la temperatura, prolongando el tiempo de calentamiento interno del polímero se producirá la reticulación y solidificación. Ya no se puede utilizar el método de calentamiento para que sea suave al estado original, no se puede repetir el procesamiento. Tales como epoxi, furano, amino, fenólico, etc.
Clasificación de las características de uso de diversos plásticos
Los plásticos suelen clasificarse en tres tipos: plásticos de uso general, plásticos técnicos y plásticos especiales.
(1) Plásticos de uso general Por lo general, se refiere a plásticos de gran producción, uso extendido, buena moldeabilidad y bajo precio. Las cinco variedades principales son el polietileno (PE), el polipropileno (PP), el policloruro de vinilo (PVC), el poliestireno (PS) y el ABS; todos ellos son termoplásticos.
(2) Plásticos de ingeniería Por lo general, son plásticos capaces de soportar determinadas fuerzas externas, con buenas propiedades mecánicas, resistencia a temperaturas altas y bajas y buena estabilidad dimensional. Pueden emplearse como elementos estructurales, como la poliamida y la polisulfona.
En ingeniería, los plásticos se dividen en dos categorías:
A: Plásticos de ingeniería de uso general Incluyen poliamida, poliacetal, policarbonato, éter de polifenileno modificado, poliéster termoplástico, polietileno de peso molecular ultraalto, polímero de metilpenteno y copolímero de alcohol vinílico, entre otros.
B: Plásticos especiales de ingeniería Pueden ser reticulados o no reticulados. Entre los reticulados se encuentran la poliamina-bismaleimida, la politriazina, la poliimida reticulada y la resina epoxi resistente al calor. Entre los no reticulados están la polisulfona, la polietersulfona, el sulfuro de polifenileno, la poliimida y la poliéter éter cetona (PEEK).
(3) Plásticos especiales Por lo general, son plásticos con funciones específicas para aviación, aeroespacio y otras aplicaciones especiales. Los fluoroplásticos y las siliconas ofrecen gran resistencia a altas temperaturas, autolubricación y otras funciones; los plásticos reforzados y las espumas presentan alta resistencia, gran amortiguación y otras propiedades especiales.
A. Plásticos reforzados: Según su forma, las materias primas de plástico reforzado se dividen en granulares —como el plástico reforzado con calcio—, fibrosas —como el reforzado con fibra o tejido de vidrio— y laminares —como el reforzado con mica—.
Según el material se pueden dividir en plásticos reforzados con tela (como los plásticos reforzados con trapo o amianto), plásticos inorgánicos rellenos de minerales (como los plásticos rellenos de cuarzo o mica), plásticos reforzados con fibra (como los plásticos reforzados con fibra de carbono) tres.
B. Espumas: Las espumas pueden dividirse en rígidas, semirrígidas y flexibles.
Espuma dura no es flexible, la dureza de compresión es muy grande, sólo para alcanzar un cierto valor de tensión para producir la deformación, el alivio de tensión no puede ser restaurado a su estado original.
La espuma blanda es flexible, la dureza de compresión es muy pequeña, fácil de deformar, el alivio de la tensión se puede restaurar al estado original, la deformación residual es pequeña.
La flexibilidad y otras propiedades de la espuma semirrígida se sitúan entre la espuma rígida y la blanda.
¿Cuáles son los plásticos más comunes?
(1) Poliolefinas Poliolefina es el nombre genérico de los polímeros de olefinas y suele referirse a los homopolímeros y copolímeros de etileno, propileno y butileno.
Las principales variedades son el polietileno de baja densidad (LDPE), el polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), el polietileno de densidad media (MDPE), el polietileno de alta densidad (HDPE), el polietileno de peso molecular ultraalto (UHMWPE) y el polietileno clorado (CPE).
Polietileno clorado (CPE); copolímero de etileno-propileno, copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA); polipropileno (PP), polipropileno clorado (PPC), polipropileno reforzado (RPP) polipropileno reforzado (RPP) polibutileno (PB), etc.
Los principales usos del polietileno son las bolsas de plástico, las películas de plástico, los envases, incluidas las botellas, y las geomembranas.
(2) Policloruro de vinilo (PVC) El policloruro de vinilo para moldeo por inyección es un producto de polimerización en suspensión y, según la forma de sus partículas, existen tipos compactos y porosos.
Las variedades modificadas de cloruro de polivinilo son: cloruro de polivinilo clorado (CPVC), cloruro de vinilo - copolímero de acetato de vinilo, cloruro de vinilo - copolímero de cloruro de vinilo (PVDC)
Cloruro de vinilo - copolímero de injerto de caucho etileno-propileno, PVC resistente al frío que es un copolímero de cloruro de vinilo y anhídrido maleico.
Existen dos tipos de PVC para fabricar mediante moldeo por inyección: uno es la granulación de mezcla húmeda, es decir, se mezclan y extruyen en gránulos diversos aditivos, estabilizadores, auxiliares de procesamiento, lubricantes, modificadores de impacto, estabilizadores compuestos, etc. El otro es una mezcla seca de PVC en polvo sin granular.
(3) Resinas de estireno Es el término general para las resinas homopolímeras y copolímeras de estireno. En los últimos años se han desarrollado variantes para corregir su fragilidad y su baja resistencia térmica.
El uso de caucho y otras mezclas y métodos de injerto para desarrollar una serie de variedades modificadas. Como con acrilonitrilo, butadieno, a-metilestireno, metacrilato
El anhídrido maleico y otros copolímeros binarios pueden mejorar la resistencia química y la fragilidad; los copolímeros con acrilonitrilo butadieno ABS son muy buenos para la resistencia al impacto y las propiedades de transformación de los plásticos técnicos.
Sin embargo, el ABS no tiene una buena resistencia química y no debe utilizarse en aplicaciones que requieran aislamiento eléctrico o resistencia a los rayos UV.
En la actualidad, los plásticos de estireno tienen un grado de uso general, un grado de espuma, un grado de impacto, y AS, ABS, etc. El AS tiene un grado de uso general AS (I) y un grado resistente al calor AS (II).
(4) Acrílicos Los plásticos acrílicos suelen incluir el polimetilmetacrilato (PMMA), conocido comúnmente como plexiglás, y el polímero fibroso acrilonitrilo. Son polímeros derivados del ácido acrílico.
El PMMA de grado para moldeo por inyección fabricado mediante polimerización en suspensión se ofrece en grado de uso general, grado resistente al calor y grado de alta fluidez.
(5) Resinas de poliamida La resina de poliamida, también conocida como nailon (PA), es una de las primeras variedades de plásticos de ingeniería. Disponemos de PA6, PA610, PA612, PA66, PA1010 y nailon con alto contenido de carbono.
PA66 e injerto elástico mezclado de PA superresistente y poliamida aromática.
(6) Poliésteres lineales Las resinas cuyos enlaces poliméricos contienen cadenas de éster o éter, sin ramificaciones ni estructuras reticuladas, se denominan colectivamente poliésteres lineales o poliéteres lineales.
La producción nacional es de policarbonato tipo bisfenol A (PC), policarbonato modificado, tereftalato de polietileno (poliéster, PET) tereftalato de polibutileno (PBT) polipropilenos (tipo bisfenol A), poliformaldehído (POM), etc.
El PC es un polímero termoplástico amorfo, el PC puro tiene un buen rendimiento general, pero es fácil de agrietar por tensión, resistencia al desgaste, y poca liquidez, el uso actual de PE, ABS, PS, PMMA, y su mezcla para superar los defectos anteriores.
El PET se utiliza sobre todo como fibra y menos como película, mientras que el reforzado con fibra de vidrio (FRPET) se utiliza sobre todo para el moldeo por inyección, tanto el PBT como el PET son poliésteres lineales termoplásticos cristalinos.
Poliarilenos (Bisfenol A), similar a los plásticos de ingeniería amorfos PC
Existen dos tipos de poliformaldehído (POM), el homopolímero y el copolímero, ambos polímeros cristalinos. Homopolímero de copolímero POM estabilidad térmica es pobre rango de temperatura de procesamiento es estrecha.
Además, también hay POM con aceite, que es un copolímero de POM con lubricante líquido y tensioactivos de estearato. El POM con aceite tiene un coeficiente de fricción reducido.
Derecho El material no es fácil de transportar por lo que comúnmente se utiliza la máquina de moldeo por inyección de barril ranurado para la producción.
(7) Fluoroplásticos Entre ellos se encuentran el politetrafluoroetileno (PTFE), el copolímero de tetrafluoroetileno y hexafluoropropileno (FEP), el policlorotrifluoroetileno (PCTFE), el fluoruro de polivinilideno (PVDF) y el fluoruro de polivinilo (PVF), entre otros.
La principal diferencia entre el PCTFE y el PTFE desde el punto de vista de la estructura molecular es la presencia de átomos de cloro, que rompe la simetría del PTFE y reduce el apilamiento de la cadena macromolecular, haciéndolo más flexible.
El PCTFE es más sensible al calor y se descompone fácilmente a altas temperaturas. El fluoruro de polivinilideno (PVDF), es una resina termoplástica cristalina de color blanco en polvo.
(8) Plásticos celulósicos Se fabrican a partir de resinas de celulosa obtenidas mediante la acción de ácidos inorgánicos u orgánicos sobre celulosa natural, con plastificantes añadidos. La celulosa es el termoplástico semisintético más antiguo.
Comúnmente utilizados son el nitrato de celulosa acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, y acetato de celulosa para material de moldeo por inyección es el principal.
(9) Resinas resistentes a altas temperaturas Entre ellas están la polisulfona, la poliarilsulfona, la sulfona de éter de polifenileno, el sulfuro de polifenileno, el éter de polifenileno y la poliimida. Estos polímeros contienen grupos arileno o estructuras heterocíclicas en la cadena principal, lo que les proporciona resistencia a altas temperaturas y a la radiación.
Son resistentes a la radiación y tienen una gran resistencia al impacto y estabilidad dimensional.
La polisulfona (PSF), polisulfona de bisfenol A, es un polímero termoplástico lineal que tiene una estructura formal pero permanece en una forma estructural amorfa. La polisulfona tiene una viscosidad más alta y depende más de la temperatura que de la velocidad de cizallamiento.
Esto contrasta con el polietileno, que es similar al policarbonato. En el moldeo por inyección de plástico, cuando la velocidad de cizallamiento es baja, el efecto de la temperatura sobre el hinchamiento no es significativo.
La polifenileno éter sulfona (PES), que no contiene grupos alifáticos en su estructura molecular, es mejor para la resistencia al calor y al oxígeno. Puede utilizarse durante mucho tiempo en el rango de 180~200 grados, y la temperatura de fusión es de 50~350 grados.
El éter de polifenileno (PPO), el PPO y muchos otros termoplásticos son diferentes; las propiedades reológicas de la masa fundida se aproximan a las de un fluido newtoniano, y la viscosidad no depende significativamente de la velocidad de cizallamiento. También se utilizan para el moldeo por inyección los éteres de polifenileno modificados y los poliéteres clorados.
El sulfuro de polifenileno (PPS, Retten), un nuevo tipo de plástico de ingeniería que tiene un excelente rendimiento general, es actualmente el mejor material de aldea para muñones y cojinetes.
Por lo tanto, las dificultades de procesamiento directo deben ser pretratamiento reticulado para mejorar la fluidez. El material de moldeo por inyección de plástico de PSS es muy similar al HDPE, pero la diferencia es que el PSS requiere un moldeo más alto. La temperatura es más alta: a esta 343 grados, la fluidez es equivalente a la del HDPE.
El caucho termoplástico (TPR), o lo que es lo mismo, el elastómero, es otro material de moldeo por inyección. Contiene una mezcla de piezas de plástico y caucho. Se utiliza para piezas de automoción, como aislamiento de alambres y cables, y otras aplicaciones como electrodoméstico.
Poliuretano termoplástico (TPU) El TPU tiene muchas propiedades diferentes, como elasticidad, transparencia y resistencias. Se caracteriza por sus segmentos blando y duro. El principal uso de este tipo de plástico son las fundas para teléfonos móviles, así como los protectores de teclado y el calzado.
¿Cuáles son los rellenos habituales?
El plástico puede ser resina pura o una mezcla con diversos aditivos, la resina actúa como aglutinante. El objetivo de añadir aditivos a la mezcla es mejorar las propiedades físicas y mecánicas de la resina pura, mejorar las prestaciones de transformación, mejorar la mala resistencia o ahorrar resina a bajo coste.
Las cargas habituales para fabricar materiales de moldeo por inyección incluyen cargas generales, metálicas y orgánicas, así como fibras cortas y largas.
Añadir estas cargas puede reducir el coste de los productos de moldeo por inyección a medida, mejorar la eficiencia económica y las propiedades físicas, mecánicas, químicas y fotoeléctricas; también puede mejorar el procesamiento y las propiedades reológicas, reducir la viscosidad y favorecer la dispersión.
Las cargas generales son piedra caliza, carbonato cálcico, talco, silicato cálcico, mica, hidróxido de aluminio, sulfato cálcico, subproductos agrícolas, etc.
El relleno orgánico es el principal relleno de los productos plásticos, hay materiales naturales y materiales sintéticos, incluyendo madera, harina de madera, cáscara de nuez de barba, celulosa de planta de algodón, etc.; los materiales sintéticos son celulosa reciclada, incluyendo tejidos artificiales, fibra de poliacrilonitrilo, fibra de nylon, fibra de poliéster, etc.
Algunos rellenos añadidos a los materiales de moldeo por inyección de plástico necesitan ser tratados con modificadores de superficie, el proceso de tratamiento sigue la teoría de la química interfacial, la teoría de la humectación de la superficie del relleno y el polímero de la teoría de la interacción ácido-base, y la teoría de la mezcla para dar al material algunas propiedades excelentes.
Actualmente, los modificadores de superficie más utilizados son el agente de acoplamiento de silano, el agente de acoplamiento de titanato, el agente de tratamiento de silicona, etc. Estos modificadores de superficie pueden mejorar aún más la eficacia del relleno.
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