Какие материалы чаще всего используются при литье под давлением?

Распространенные пластмассы для литья под давлением

Пластмассы, обычно применяемые при литье под давлением: ABS, PP, PET, PMMA, PE, PVC, PC, PS и т. д. Характеристики каждого пластмассового материала различаются, как и процесс литья под давлением.

Мы должны выбирать различные пластиковые материалы в соответствии с характеристиками продукта, использованием окружающей среды и другими аспектами требований.

Вот шесть основных материалов, используемых в промышленности: Полипропилен (PP) Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) Полиамид (Nylon) Полиэтилен высокой плотности (HDPE) Поликарбонат (PC) Смесь ABS + PC (в основном используется для корпусов электроники).

Классификация физических и химических свойств смол

Самые основные физико-химические свойства пластмасс определяются природой смолы. Смолы можно классифицировать на природные и искусственные, также известные как синтетические смолы.

Все смолы являются полимерами, а эти полимеры имеют уникальную внутреннюю молекулярную структуру и внешнюю молекулярную структуру.

Внутренняя структура полимера определяет самые основные физико-химические свойства полимера. А внешняя структура полимера определяет технологические свойства и физико-механические характеристики полимера.

Классификация структурных форм смолы

Полимеры можно классифицировать как аморфные (аморфные), полукристаллические и кристаллические в соответствии со структурной формой между цепями после застывания. Таким образом, существуют аморфные и кристаллические пластмассы.

Кристаллические пластмассы имеют процесс зарождения до образования зерен во время затвердевания, образуя определенное состояние тела. Например, полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат, полиамид и т. д. - все они кристаллические.

Аморфные пластики при застывании не имеют ядра, и процесс роста зерна происходит только за счет свободной макромолекулярной цепи “замораживания”, например, PS, PVC, PMMA, PC и т.д.

Классификация отражения смолы к теплу

В зависимости от отражения пластиком тепла, его можно разделить на термопластичный и термореактивный пластик двух категорий: термопластичный пластик характеризуется тем, что при нагревании может размягчаться, при охлаждении снова становиться твердым.

Этот обратимый процесс может повторяться многократно. Например, PS, PVC, PE, PP, POM и т.д.; в то время как термореактивные пластмассы характеризуются способностью превращаться в пластичный расплав при определенной температуре.

Но если продолжать повышать температуру, увеличивая время нагрева, полимер внутри будет производить сшивание и застывание. Больше нельзя использовать метод нагрева, чтобы сделать его мягким до исходного состояния, нельзя повторять обработку. Такие как эпоксидные, фурановые, амино-, фенольные и др.

Классификация характеристик использования различных пластмасс

Пластмассы обычно делятся на три типа: пластмассы общего назначения, инженерные пластмассы и специальные пластмассы.

(1) Пластмассы общего назначения Обычно так называют недорогие пластмассы с большим объёмом производства, широкой областью применения и хорошей формуемостью. К пяти основным видам относятся полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поливинилхлорид (PTFE), полистирол (PS) и ABS; все они являются термопластами.

(2) Конструкционные пластмассы Обычно так называют пластмассы, способные выдерживать определённые внешние нагрузки, обладающие хорошими механическими свойствами, стойкостью к высоким и низким температурам и стабильностью размеров. Они могут применяться в инженерных конструкциях; примеры — полиамид и полисульфон.

В технике пластмассы делятся на две категории:

A: Конструкционные пластмассы общего назначения К ним относятся полиамид, полиацеталь, поликарбонат, модифицированный полифениленовый эфир, термопластичный полиэфир, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, метилпентеновый полимер, сополимер винилового спирта и другие материалы.

B: Специальные конструкционные пластмассы Они бывают сшитыми и несшитыми. К сшитым относятся полиамин-бис-малеимид, политриазин, сшитый полиимид, термостойкая эпоксидная смола и другие материалы. Несшитые материалы: полисульфон, полиэфирсульфон, полифениленсульфид, полиимид, полиэфирэфиркетон (PEEK) и другие.

(3) Специальные пластмассы Обычно это пластмассы с особыми функциями, применяемые в авиации, космонавтике и других специальных областях. Например, фторопласты и силиконы обладают выдающейся термостойкостью, самосмазывающимися и иными особыми свойствами, а армированные и вспененные пластмассы — высокой прочностью, хорошим демпфированием и другими специальными характеристиками. Все они относятся к специальным пластмассам.

A. Армированные пластмассы: Сырьё для армированных пластмасс по форме делится на три вида: гранулированное, например кальцийсодержащий армированный пластик; волокнистое, например пластик со стекловолокном или стеклотканью; листовое, например пластик, армированный слюдой.

По материалу армированные пластики можно разделить на армированные тканью (например, армированные тряпками или асбестом пластики), неорганические минералонаполненные пластики (например, кварцевые или слюдяные пластики), армированные волокнами пластики (например, армированные углеродными волокнами пластики).

B. Пенопласты: Пенопласты делятся на три вида: жёсткие, полужёсткие и мягкие.

Жесткая пена не является гибкой, твердость при сжатии очень велика, только при достижении определенного значения напряжения возникает деформация, снятие напряжения не может быть восстановлено до первоначального состояния.

Мягкая пена эластична, твердость при сжатии очень мала, легко деформируется, при снятии напряжения может быть восстановлена до исходного состояния, остаточная деформация мала.

Гибкость и другие свойства полужесткой пены находятся между жесткой и мягкой пеной.

Какие бывают пластмассы?

(1) Полиолефины Полиолефины — общее название полимеров олефинов; обычно под ним понимают гомополимеры и сополимеры этилена, пропилена и бутилена.

Основные разновидности: полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилен средней плотности (MDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMWPE) и хлорированный полиэтилен (CPE).

Хлорированный полиэтилен (CPE); этилен-пропиленовый сополимер, этилен-винилацетатный сополимер (EVA); полипропилен (PP), хлорированный полипропилен (PPC), армированный полипропилен (RPP) армированный полипропилен (RPP) полибутилен (PB) и др.

Основными сферами применения полиэтилена являются полиэтиленовые пакеты, пластиковые пленки, контейнеры, включая бутылки, и геомембраны.

(2) Поливинилхлорид (PVC) Поливинилхлорид для литья под давлением получают суспензионной полимеризацией; по форме частиц он бывает плотного и рыхлого типа.

Модифицированные разновидности поливинилхлорида: хлорированный поливинилхлорид (CPVC), винилхлорид - сополимер винилацетата, винилхлорид - сополимер винилхлорида (PVDC)

Винилхлорид - прививочный сополимер этилен-пропиленового каучука, морозостойкий ПВХ, представляющий собой сополимер винилхлорида и малеинового ангидрида.

Для производства литьём под давлением применяются два типа PVC. Первый — гранулирование влажной смеси: различные добавки, стабилизатор, технологические добавки, смазочные материалы, модификатор ударопрочности, комплексные стабилизаторы и прочее смешиваются и экструдируются в гранулы. Второй — сухая смесь негранулированного порошкообразного PVC.

(3) Смолы на основе стирола Это общее название гомополимерных и сополимерных смол стирола. В последние годы их совершенствуют, чтобы устранить хрупкость и недостаточную термостойкость.

Использование резиновых и других смесей и методов прививки для создания серии модифицированных сортов. Например, с использованием акрилонитрила, бутадиена, а-метилстирола, метакрилата

Малеиновый ангидрид и другие бинарные сополимеры могут улучшить химическую стойкость и хрупкость; сополимеры с акрилонитрил-бутадиеном ABS обладают очень хорошей ударной вязкостью и технологическими свойствами инженерных пластмасс.

Однако ABS не обладает хорошей химической стойкостью, и его не следует использовать в приложениях, требующих электроизоляции или устойчивости к ультрафиолету.

В настоящее время стирольные пластики бывают общего назначения, вспененные, ударопрочные, а также AS, ABS и др. AS имеет марку общего назначения AS (I) и термостойкую марку AS (II).

(4) Акриловые пластмассы Обычно к ним относят полиметилметакрилат (PMMA), широко известный как оргстекло, и волокнообразующий полимер акрилонитрил. Это полимеры — производные акриловой кислоты.

Марки PMMA для литья под давлением, изготовленные суспензионной полимеризацией, включают марки общего назначения, теплостойкие марки и марки с высокой текучестью.

(5) Полиамидная смола Полиамидная смола, также известная как нейлон (PA), — один из ранних видов конструкционных пластмасс; в волокнистой форме материал называют спандексом. Доступны PA6, PA610, PA612, PA66, PA1010 и высокоуглеродистый нейлон.

PA66 и эластичный трансплантат из смеси сверхпрочного PA и ароматического полиамида.

(6) Линейные полиэфиры Смолы, в полимерных звеньях которых присутствуют сложноэфирные или эфирные цепи, но нет разветвлений и сшитой структуры, объединяют под названием линейных полиэфиров или линейных простых полиэфиров.

Отечественное производство - это поликарбонат бисфенола А-типа (PC), модифицированный поликарбонат, полиэтилентерефталат (полиэстер, PET), полибутилентерефталат (PBT), полипропилен (бисфенол А-типа), полиформальдегид (POM) и др.

ПК является аморфным термопластичным полимером, чистый ПК имеет хорошие общие характеристики, но легко растрескивается под напряжением, износостойкость и плохая ликвидность, в настоящее время используются ПЭ, АБС, ПС, ПММА и их смешивание для преодоления вышеуказанных недостатков.

ПЭТ в основном используется как волокно и в меньшей степени как пленка, в то время как армированный стекловолокном (FRPET) в основном используется для литья под давлением, PBT и PET являются кристаллическими термопластичными линейными полиэфирами.

Полиарилены (бисфенол А), которые похожи на аморфные инженерные пластики PC

Существует два типа полиформальдегида (POM), гомополимер и сополимер, оба из которых являются кристаллическими полимерами. Гомополимер, чем сополимер POM термической стабильности плохой обработки температурный диапазон узкий.

Кроме того, существуют маслосодержащие ПОМ, которые представляют собой сополимер ПОМ с жидкой смазкой и стеаратом ПАВ. Маслосодержащий ПОМ имеет небольшой коэффициент трения.

Правильный материал нелегко транспортировать, поэтому для его производства обычно используется машина для литья под давлением с щелевым отверстием.

(7) Фторопласты К фторопластам относятся политетрафторэтилен (PTFE), сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена (FEP), полихлортрифторэтилен (PCTFE), поливинилиденфторид (PVDF), поливинилфторид (PVF) и другие материалы.

Основное отличие PCTFE от PTFE с точки зрения молекулярной структуры заключается в наличии атомов хлора, которые нарушают симметрию PTFE и уменьшают укладку макромолекулярных цепей, делая его более гибким.

PCTFE более чувствителен к нагреву и легко разлагается при высоких температурах. Поливинилиденфторид (ПВДФ) - белая порошкообразная кристаллическая термопластичная смола.

(8) Целлюлозные пластмассы Их изготавливают из целлюлозных смол, полученных воздействием на природную целлюлозу неорганических или органических кислот, с добавлением пластификаторов. Целлюлоза — старейший полусинтетический термопласт.

Обычно используются нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы, бутират целлюлозы, и ацетат целлюлозы для литья под давлением является основным материалом.

(9) Термостойкие смолы К ним относятся полисульфон, полиарилсульфон, полифениленэфирсульфон, полифениленсульфид, полифениленовый эфир и полиимид. Главная цепь молекул этих полимеров содержит ариленовые группы или гетероциклические структуры, поэтому они обладают высокой термо- и радиационной стойкостью.

Они устойчивы к радиации, обладают высокой ударопрочностью и стабильностью размеров.

Полисульфон (PSF), бисфенол А полисульфон - это линейный термопластичный полимер, который имеет формальную структуру, но остается в аморфной структурной форме. Полисульфон обладает более высокой вязкостью и в большей степени зависит от температуры, чем от скорости сдвига.

Это отличается от полиэтилена, который схож с поликарбонатом. При низкой скорости сдвига в литье пластмасс влияние температуры на разбухание незначительно.

Полифениленовый эфир сульфона (PES), не содержащий алифатических групп в своей молекулярной структуре, обладает лучшей термостойкостью и кислородостойкостью. Его можно использовать в течение длительного времени в диапазоне 180~200 градусов, а температура плавления составляет 50~350 градусов.

Полифениленовый эфир (PPO), PPO и многие другие термопласты отличаются от них: реологические свойства расплава близки к свойствам ньютоновской жидкости, а вязкость не сильно зависит от скорости сдвига. Для литья под давлением также используются модифицированные полифениленовые эфиры и хлорированные полиэфиры.

Полифениленсульфид (PPS, Retten), новый вид инженерного пластика, обладающий отличными общими характеристиками, в настоящее время является лучшим материалом для изготовления шеек и подшипников.

Прямая обработка затруднена, поэтому для улучшения текучести необходимо проводить предварительную обработку сшивкой. Пластик для литья под давлением PSS очень похож на HDPE, но разница в том, что PSS требует более высокого формования. Температура выше: при температуре 343 градуса текучесть эквивалентна текучести ПЭВП.

Термопластичная резина (TPR), иначе говоря, эластомер, - еще один материал для литья под давлением. Он содержит смесь пластика и резины. Используется для изготовления автомобильных деталей, таких как изоляция проводов и кабелей, а также для других применений в бытовой технике.

Термопластичный полиуретан (TPU) TPU обладает множеством различных свойств, таких как эластичность, прозрачность и сопротивление. Его отличительными чертами являются мягкий и твердый сегменты. Основное применение этого вида пластика - чехлы для мобильных телефонов, а также защитные накладки на клавиатуру и обувь.

Какие бывают наполнители?

Пластик может представлять собой чистую смолу или смесь с различными добавками, при этом смола выступает в качестве связующего вещества. Цель добавления добавок в смесь - улучшить физико-механические свойства чистой смолы, повысить производительность обработки, улучшить устойчивость к плохим условиям или сэкономить смолу при низких затратах.

При производстве материалов для литья под давлением обычно применяют наполнители общего назначения, металлические и органические наполнители, а также короткие и длинные волокна.

Добавление этих наполнителей позволяет снизить стоимость заказных изделий, изготовленных литьём под давлением, и повысить экономическую эффективность; улучшить физико-механические, химические и фотоэлектрические свойства; улучшить перерабатываемость и реологические характеристики, снизить вязкость и улучшить диспергирование.

Основными наполнителями являются известняк, карбонат кальция, тальк, силикат кальция, слюда, гидроксид алюминия, сульфат кальция, побочные продукты сельского хозяйства и т.д.

Органический наполнитель является основным наполнителем в пластиковых изделиях, есть натуральные материалы и синтетические материалы, включая древесину, древесную муку, кору бобовых зерен, целлюлозу хлопковых растений и т.д.; синтетические материалы - это переработанная целлюлоза, включая искусственные ткани, полиакрилонитрильное волокно, нейлоновое волокно, полиэфирное волокно и т.д.

Некоторые наполнители, добавляемые в материалы для литья пластмасс под давлением, необходимо обрабатывать модификаторами поверхности, процесс обработки следует теории межфазной химии, теории смачивания поверхности наполнителя и полимера, теории кислотно-основного взаимодействия и теории смешивания, чтобы придать материалу превосходные свойства.

В настоящее время обычно используются такие модификаторы поверхности, как силановый соединитель, титанатный соединитель, силиконовый агент и т.д. Эти модификаторы поверхности плюс могут дополнительно повысить эффективность наполнителя.

Получите конкурентную цену, рекомендации DFM и график производства от инженерной команды ZetarMold.

Запросить бесплатное предложение → Полный обзор см. в нашем полном руководстве по литью под давлением.