Plásticos normalmente utilizados para moldagem por injeção
Materiais plásticos comumente utilizados para fabricação de moldagem por injecção: ABS, PP, PET, PMMA, PE, PVC, PC, PS, etc. As características de cada material plástico são diferentes, e o processo de moldagem por injecção também é diferente.
Temos de escolher diferentes materiais plásticos de acordo com as caraterísticas do produto, a utilização do ambiente e outros aspectos dos requisitos.
Estes são os seis principais materiais utilizados na indústria: Polipropileno (PP) Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) Poliamida (Nylon) Polietileno de Alta Densidade (HDPE) Policarbonato (PC) Mistura de ABS + PC (utilizada principalmente para caixas de eletrónica).
Classificação das propriedades físicas e químicas das resinas
As propriedades físico-químicas mais básicas dos plásticos são determinadas pela natureza da resina. As resinas podem ser classificadas em resinas naturais e resinas artificiais, também conhecidas como resinas sintéticas.
As resinas são todas polímeros, e estes polímeros têm uma estrutura molecular interna e uma estrutura molecular externa únicas.
A estrutura interna de um polímero determina as propriedades físico-químicas mais básicas do polímero. E a estrutura externa do polímero determina as propriedades de processamento e as propriedades físicas e mecânicas do polímero.
Classificação da forma estrutural da resina
Os polímeros podem ser classificados como amorfos, semi-cristalinos e cristalinos, de acordo com a forma estrutural entre as cadeias após a solidificação. Assim, existem também plásticos amorfos e cristalinos.
Os plásticos cristalinos têm o processo de nucleação para a geração de grãos durante a solidificação, formando um determinado estado corporal. Por exemplo, PE, PP, PE, POM, etc. são todos cristalinos.
Os plásticos amorfos na solidificação, não há núcleo, e o processo de crescimento do grão é apenas o “congelamento” da cadeia macromolecular livre, como PS, PVC, PMMA, PC, etc.
Classificação da reflexão da resina ao calor
De acordo com o reflexo do seu plástico ao calor, pode ser dividido em plástico termoplástico e plástico termoendurecível de duas categorias: o plástico termoplástico é caracterizado pelo aquecimento pode ser amolecido, arrefecendo de volta ao sólido.
Este processo reversível pode ser repetido muitas vezes. Por exemplo, PS, PVC, PE, PP, POM, etc.; enquanto os plásticos termoendurecíveis são caracterizados pela capacidade de se transformarem num plástico fundido a uma determinada temperatura.
Mas se continuar a aumentar a temperatura, prolongando o tempo de aquecimento, o polímero interno produzirá ligações cruzadas e solidificação. Já não é possível utilizar o método de aquecimento para o tornar suave ao estado original, não pode ser repetido o processamento. Tais como epóxi, furano, amino, fenólico, etc.
Classificação das caraterísticas de utilização de vários plásticos
Os plásticos são normalmente classificados em três tipos: plásticos de uso geral, plásticos de engenharia e plásticos especiais.
(1) Plásticos de uso geral Em geral, são plásticos de grande produção, ampla utilização, boa moldabilidade e baixo preço. Há cinco variedades principais: polietileno (PE), polipropileno (PP), policloreto de vinila (PTFE), poliestireno (PS) e ABS, todos termoplásticos.
(2) Plásticos de engenharia Em geral, são plásticos capazes de suportar determinadas forças externas, com boas propriedades mecânicas, resistência a temperaturas altas e baixas e boa estabilidade dimensional, podendo ser usados em estruturas de engenharia, como poliamida e polissulfona.
Na engenharia, os plásticos dividem-se em duas categorias:
A: Plásticos de engenharia de uso geral Incluem poliamida, poliacetal, policarbonato, éter de polifenileno modificado, poliéster termoplástico, polietileno de ultra-alto peso molecular, polímero de metilpenteno, copolímero de álcool vinílico etc.
B: Plásticos especiais de engenharia Há tipos reticulados e não reticulados. Entre os reticulados estão poliamina-bis-maleimida, politriazina, poliimida reticulada e resina epóxi resistente ao calor. Entre os não reticulados estão polissulfona, polietersulfona, sulfeto de polifenileno, poliimida e poliéter-éter-cetona (PEEK).
(3) Plásticos especiais Em geral, são plásticos com funções específicas, usados em aplicações especiais como aviação e indústria aeroespacial. Fluoroplásticos e silicones apresentam excelente resistência a altas temperaturas, autolubrificação e outras funções; plásticos reforçados e espumas oferecem alta resistência, grande capacidade de amortecimento e outras propriedades especiais.
A. Plásticos reforçados: As matérias-primas dos plásticos reforçados podem ser divididas, conforme sua forma, em três tipos: granulares (como plástico reforçado com cálcio), fibrosas (como plástico reforçado com fibra ou tecido de vidro) e lamelares (como plástico reforçado com mica).
De acordo com o material, podem ser divididos em plásticos reforçados à base de tecido (como plásticos reforçados com trapos ou amianto), plásticos inorgânicos com enchimento mineral (como plásticos com enchimento de quartzo ou mica), plásticos reforçados com fibras (como plásticos reforçados com fibra de carbono) três.
B. Espumas: As espumas podem ser divididas em três tipos: rígidas, semirrígidas e flexíveis.
A espuma dura não é flexível, a dureza de compressão é muito grande, apenas para atingir um determinado valor de tensão para produzir deformação, o alívio de tensão não pode ser restaurado ao seu estado original.
A espuma macia é flexível, a dureza de compressão é muito pequena, fácil de deformar, o alívio de tensões pode ser restaurado ao estado original, a deformação residual é pequena.
A flexibilidade e outras propriedades da espuma semi-rígida situam-se entre a espuma rígida e a espuma macia.
Quais são os plásticos mais comuns?
(1) Poliolefinas Poliolefina é o nome geral dos polímeros de olefinas e normalmente designa homopolímeros e copolímeros de etileno, propileno e butileno.
As principais variedades são o polietileno de baixa densidade (LDPE), o polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), o polietileno de média densidade (MDPE), o polietileno de alta densidade (HDPE), o polietileno de peso molecular ultra-elevado (UHMWPE) e o polietileno clorado (CPE).
Polietileno clorado (CPE); copolímero de etileno-propileno, copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA); polipropileno (PP), polipropileno clorado (PPC), polipropileno reforçado (RPP), polipropileno reforçado (RPP), polibutileno (PB), etc.
As principais utilizações do polietileno são sacos de plástico, películas de plástico, contentores, incluindo garrafas, e geomembranas.
(2) Policloreto de vinila (PVC) O policloreto de vinila para moldagem por injeção é um produto de polimerização em suspensão, disponível em tipos compactos e porosos conforme a forma das partículas.
As variedades modificadas de cloreto de polivinilo são: cloreto de polivinilo clorado (CPVC), cloreto de vinilo - copolímero de acetato de vinilo, cloreto de vinilo - copolímero de cloreto de vinilo (PVDC)
Cloreto de vinilo - copolímero de enxerto de borracha de etileno-propileno, PVC resistente ao frio que é um copolímero de cloreto de vinilo e anidrido maleico.
Existem dois tipos de PVC para fabricação de moldagem por injecção: um é a granulação por mistura húmida, isto é, uma variedade de aditivos. Estabilizador. auxiliares de processamento. lubrificantes. Modificador de impacto. Estabilizadores compostos, etc. são misturados e extrudados em pellets. O outro é uma mistura seca de PVC em pó não pelletizado.
(3) Resinas à base de estireno É a designação geral das resinas homopoliméricas e copoliméricas de estireno. Nos últimos anos, elas vêm sendo modificadas para reduzir a fragilidade e a baixa resistência térmica.
A utilização de borracha e outras misturas e métodos de enxerto para desenvolver uma série de variedades modificadas. Por exemplo, com acrilonitrilo, butadieno, a-metil-estireno, metacrilato
O anidrido maleico e outros copolímeros binários podem melhorar a resistência química e a fragilidade; os copolímeros com acrilonitrilo-butadieno ABS têm uma excelente resistência ao impacto e propriedades de processamento de plásticos de engenharia.
No entanto, o ABS não tem uma boa resistência química e não deve ser utilizado em aplicações que exijam isolamento elétrico ou resistência aos raios UV.
Atualmente, os plásticos de estireno têm um grau de utilização geral, um grau de espuma, um grau de impacto, e AS, ABS, etc. O AS tem um grau de utilização geral AS (I) e um grau de resistência ao calor AS (II).
(4) Acrílicos Os plásticos acrílicos geralmente incluem o polimetilmetacrilato (PMMA), conhecido como acrílico ou plexiglass, e o polímero fibroso de acrilonitrila. São polímeros derivados do ácido acrílico.
PMMA para moldagem por injecção de grau feito por polimerização em suspensão, existem graus de uso geral, graus resistentes ao calor e graus de alta fluência.
(5) Resinas de poliamida A poliamida, também conhecida como náilon (PA), é uma das primeiras variedades de plásticos de engenharia; quando usada como fibra, é chamada de spandex. Dispomos de PA6, PA610, PA612, PA66, PA1010 e náilon de alto teor de carbono.
PA66 e enxerto elástico misturado com PA super-resistente e poliamida aromática.
(6) Poliésteres lineares Resinas cujas cadeias poliméricas contêm ligações éster ou éter, sem ramificações nem estrutura reticulada, são chamadas coletivamente de poliésteres lineares ou poliéteres lineares.
A produção nacional é constituída por policarbonato do tipo bisfenol A (PC), policarbonato modificado, tereftalato de polietileno (poliéster, PET), tereftalato de polibutileno (PBT), polipropilenos (tipo bisfenol A), poliformaldeído (POM), etc.
O PC é um polímero termoplástico amorfo, o PC puro tem um bom desempenho global, mas é fácil de fissurar por tensão, é resistente ao desgaste e tem pouca liquidez. A utilização atual de PE, ABS, PS, PMMA e a sua mistura permitem ultrapassar os defeitos acima referidos.
O PET é sobretudo utilizado como fibra e menos utilizado para película, enquanto o PET reforçado com fibra de vidro (FRPET) é sobretudo utilizado para moldagem por injeção. O PBT e o PET são ambos poliésteres lineares termoplásticos cristalinos.
Poliarilenos (Bisfenol A), que é semelhante aos plásticos de engenharia amorfos PC
Existem dois tipos de poliformaldeído (POM), o homopolímero e o copolímero, ambos polímeros cristalinos. A estabilidade térmica do POM homopolímero em relação ao copolímero é fraca e a gama de temperaturas de processamento é estreita.
Além disso, há também POM contendo óleo, que é um copolímero de POM com lubrificante líquido e tensioactivos de estearato. O POM contendo óleo tem um pequeno coeficiente de atrito.
O material certo não é fácil de transportar, pelo que a máquina de moldagem por injeção de barril com ranhuras é normalmente utilizada para a produção.
(7) Fluoroplásticos As variedades incluem politetrafluoroetileno (PTFE), copolímero de tetrafluoroetileno e hexafluoropropileno (FEP), policlorotrifluoroetileno (PCTFE), fluoreto de polivinilideno (PVDF), fluoreto de polivinila (PVF) etc.
A principal diferença entre o PCTFE e o PTFE em termos de estrutura molecular é a presença de átomos de cloro, que quebra a simetria do PTFE e reduz o empilhamento da cadeia macromolecular, tornando-o mais flexível.
O PCTFE é mais sensível ao calor e decompõe-se facilmente a altas temperaturas. O fluoreto de polivinilideno (PVDF) é uma resina termoplástica cristalina em pó branco.
(8) Plásticos celulósicos São produzidos a partir de resinas de celulose obtidas pela reação da celulose natural com ácidos inorgânicos ou orgânicos, acrescidas de plastificantes. A celulose é o termoplástico semissintético mais antigo.
Os materiais mais utilizados são o nitrato de celulose, o acetato de celulose, o butirato de acetato de celulose e o acetato de celulose para moldagem por injeção.
(9) Resinas resistentes a altas temperaturas Incluem polissulfona, poliarilsulfona, polifenileno éter sulfona, sulfeto de polifenileno, éter de polifenileno e poliimida. Esses polímeros contêm grupos arileno ou estruturas heterocíclicas na cadeia principal, o que lhes confere resistência a altas temperaturas e à radiação.
São resistentes à radiação e têm uma elevada resistência ao impacto e estabilidade dimensional.
A polissulfona (PSF), polissulfona de bisfenol A, é um polímero termoplástico linear que possui uma estrutura formal, mas que permanece numa forma estrutural amorfa. A polissulfona tem uma viscosidade mais elevada e é mais dependente da temperatura do que da taxa de cisalhamento.
Este é contrastante com o polietileno, que é similar ao policarbonato. No serviço de moldagem por injecção plástica, quando a taxa de cisalhamento é baixa, o efeito da temperatura no efeito de expansão não é significativo.
A sulfona de éter polifenileno (PES), que não contém grupos alifáticos na sua estrutura molecular, é melhor para a resistência ao calor e ao oxigénio. Pode ser utilizado durante muito tempo na gama de 180~200 graus, e a temperatura de fusão é de 50~350 graus.
O éter polifenilénico (PPO), o PPO e muitos outros termoplásticos são diferentes; as propriedades reológicas da massa fundida são próximas das de um fluido newtoniano e a viscosidade não depende significativamente da taxa de cisalhamento. Também são utilizados para moldagem por injeção os éteres de polifenileno modificados e os poliéteres clorados.
O sulfureto de polifenileno (PPS, Retten), um novo tipo de plástico de engenharia que tem um excelente desempenho global, é atualmente o melhor material de aldeia para diários e rolamentos.
As dificuldades de processamento direto devem, portanto, ser pré-tratamento reticulado para melhorar a fluidez. O material de moldagem por injeção de plástico do PSS é muito semelhante ao HDPE, mas a diferença é que o PSS requer uma moldagem mais elevada. A temperatura é mais elevada: a esta temperatura de 343 graus, a fluidez é equivalente à do PEAD.
A borracha termoplástica (TPR), ou seja, o elastómero, é outro material de moldagem por injeção. Contém uma mistura de componentes plásticos e borracha. É utilizado em peças para automóveis, como o isolamento de fios e cabos, e noutras aplicações como electrodomésticos.
Poliuretano termoplástico (TPU) O TPU tem muitas propriedades diferentes, como elasticidade, transparência e resistência. As suas caraterísticas são os segmentos macio e duro. A principal utilização deste tipo de plástico são as capas para telemóveis, bem como protectores de teclado e calçado.
Quais são os enchimentos mais comuns?
O plástico pode ser uma resina pura ou uma mistura com vários aditivos, a resina actua como um aglutinante. O objetivo da adição de aditivos à mistura é melhorar as propriedades físicas e mecânicas da resina pura, melhorar o desempenho do processamento, melhorar a resistência à degradação ou poupar resina a baixo custo.
As cargas comumente usadas na fabricação de materiais para moldagem por injeção são cargas de uso geral, metálicas, orgânicas, de fibras curtas e de fibras longas.
A adição dessas cargas pode reduzir o custo de produtos personalizados de moldagem por injeção e aumentar a eficiência econômica; também pode melhorar as propriedades físicas, mecânicas, químicas e fotoelétricas, além do desempenho de processamento e das propriedades reológicas, reduzindo a viscosidade e favorecendo a dispersão.
As cargas gerais são calcário, carbonato de cálcio, talco, silicato de cálcio, mica, hidróxido de alumínio, sulfato de cálcio, subprodutos agrícolas, etc.
O material de enchimento orgânico é o principal material de enchimento nos produtos de plástico, existem materiais naturais e materiais sintéticos, incluindo madeira, farinha de madeira, casca de barba, celulose de plantas de algodão, etc.; os materiais sintéticos são celulose reciclada, incluindo tecidos artificiais, fibra de poliacrilonitrilo, fibra de nylon, fibra de poliéster, etc.
Algumas cargas adicionadas aos materiais de moldagem por injeção de plástico têm de ser tratadas com modificadores de superfície, o processo de tratamento segue a teoria da química interfacial, a teoria da humidificação da superfície da carga e do polímero da teoria da interação ácido-base e a teoria da mistura para dar ao material algumas propriedades excelentes.
Os modificadores de superfície atualmente utilizados são o agente de acoplamento de silano, o agente de acoplamento de titanato, o agente de tratamento de silicone, etc. Estes modificadores de superfície podem ainda melhorar a eficácia da carga.
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