Problemi s prozirnim materijalima proizvoda i procesom brizganja

Budući da plastika ima prednosti male težine, dobre žilavosti, lakog oblikovanja, niske cijene itd., sve se više plastike koristi za zamjenu stakla u modernoj industriji i svakodnevnim proizvodima, posebno u industriji optičkih instrumenata i pakiranja. Međutim, zbog zahtjeva dobre prozirnosti, visoke otpornosti na habanje i dobre udarne žilavosti, sastav plastike, postupak injekcijskog prešanja i oprema ključni su. Potrebno je mnogo raditi na kalupima i drugim materijalima kako bi se osiguralo da plastika koja se koristi za zamjenu stakla (u daljnjem tekstu prozirna plastika) ima dobru kvalitetu površine i zadovoljava zahtjeve za upotrebu. Trenutno, prozirna plastika koja se obično koristi na tržištu uključuje polimetil metakrilat (općenito poznat kao akrilno ili organsko staklo, kodni naziv PMMA) i polikarbonat (kodni naziv PC). Polietilen tereftalat (kodni naziv PET), prozirni najlon, AS (akrilonitril stiren kopolimer), polisulfon (kodni naziv PSF) itd. Među njima su PMMA, PC i PET tri plastike kojima smo najviše izloženi. Zbog ograničenog tkanja, uzet ćemo ove tri plastike kao primjere za raspravu o karakteristikama i procesu injekcijskog prešanja prozirne plastike.
1, Svojstva prozirne plastike
Prozirna plastika najprije mora imati visoku prozirnost, zatim određeni stupanj čvrstoće i otpornosti na habanje, otpornost na udarce, toplinsku otpornost, kemijsku otpornost i nisku apsorpciju vode. Samo na taj način mogu se koristiti i dugotrajno bez promjena ispunjavati zahtjeve transparentnosti. Poznato je da je PC idealan izbor, ali zbog skupih sirovina i teškog procesa injekcijskog prešanja, PMMA je i dalje glavni izbor (za proizvode s općim zahtjevima), međutim PPT se često koristi u pakiranju i spremnicima jer zahtijeva rastezanje da bi se postigla dobra mehanička svojstva.
2, Uobičajeni problemi na koje treba obratiti pozornost tijekom procesa brizganja prozirne plastike
Prozirna plastika, zbog svoje visoke propusnosti, neizbježno zahtijeva stroge zahtjeve za kvalitetu površine plastičnih proizvoda, bez ikakvih nedostataka kao što su mrlje, pore, izbjeljivanje, zamagljenost, crne mrlje, diskoloracije i slab sjaj. Stoga se mora obratiti pozornost na stroge ili čak posebne zahtjeve i postaviti ih za dizajn sirovina, opreme, kalupa, pa čak i proizvoda tijekom cijelog procesa injekcijskog prešanja. Drugo, zbog visokog tališta i slabe protočnosti prozirne plastike, kako bi se osigurala kvaliteta površine proizvoda, često je potrebno izvršiti male prilagodbe procesnih parametara kao što su temperatura bačve, tlak ubrizgavanja i brzina ubrizgavanja, tako da da se kalup može napuniti plastikom tijekom ubrizgavanja bez stvaranja unutarnjeg naprezanja i uzrokovanja deformacije i pucanja proizvoda.
U nastavku ćemo raspravljati o mjerama opreza koje treba poduzeti u pogledu pripreme sirovina, zahtjeva opreme i kalupa, procesa injekcijskog prešanja i rukovanja sirovinama proizvoda.
（1） Priprema i sušenje sirovina
Zbog prisutnosti bilo kakvih nečistoća u plastici, to može utjecati na prozirnost proizvoda, što utječe na skladištenje i transport. Tijekom procesa hranjenja mora se obratiti pozornost na brtvljenje kako bi se osiguralo da su sirovine čiste. Osobito kada sirovine sadrže vlagu, zagrijavanje može uzrokovati njihovo kvarenje, pa ih je potrebno sušiti i koristiti lijevak za sušenje za punjenje tijekom injekcijskog prešanja. Također treba napomenuti da bi tijekom procesa sušenja ulazni zrak po mogućnosti trebao biti filtriran i odvlažen kako bi se osiguralo da ne kontaminira sirovine.
（2） Čišćenje cijevi, vijka i njegovih dodataka
Kako bi se spriječila kontaminacija sirovina i prisutnost starih materijala ili nečistoća u udubljenjima vijaka i pribora, posebno smola s lošom toplinskom stabilnošću, sredstva za čišćenje vijaka trebaju se koristiti za čišćenje svih dijelova prije upotrebe i nakon isključivanja kako bi se osiguralo da nema nečistoća pridržavao se. Kada nema sredstva za čišćenje vijaka, PE, PS i druge smole mogu se koristiti za čišćenje vijaka. Kada se stroj privremeno isključi, kako bi se spriječilo da sirovine ostanu na visokim temperaturama dulje vrijeme i uzrokuju pad temperature, treba smanjiti temperaturu sušare i bačve stroja, kao što je temperatura PC-a, PMMA-a, a druge bačve strojeva treba smanjiti na ispod 160 stupnjeva. (Temperatura spremnika trebala bi se smanjiti na ispod 100 stupnjeva za PC)
（3） Pitanja na koja treba obratiti pozornost u dizajnu kalupa (uključujući dizajn proizvoda)
Kako bi se spriječilo loše oblikovanje plastike, površinski nedostaci i kvarenje uzrokovano lošim povratnim protokom ili neravnomjernim hlađenjem, treba obratiti pozornost na sljedeće točke tijekom projektiranja kalupa.
a) Debljina stjenke treba biti što ujednačenija, a kut vađenja dovoljno velik
b) Dio prijelaza treba biti postupan i gladak kako bi se spriječili oštri kutovi i rubovi, posebno PC proizvodi koji nemaju praznine
c) Vrata i vodilica trebaju biti što je moguće širi i kraći, a položaj vrata treba postaviti prema procesu skupljanja i kondenzacije. Ako je potrebno, treba dodati bunar za hladan materijal
d) Površina kalupa treba biti glatka i čista, s malom hrapavošću (po mogućnosti manja od 0.8)
e) Ispušni otvori i prorezi moraju biti dovoljni za pravovremeno ispuštanje zraka i plina iz taline
f) Osim za PET, debljina stijenke ne smije biti pretanka, općenito ne manja od 1 mm
（4） Napomene o procesu injekcijskog prešanja (uključujući zahtjeve za strojeve za injekcijsko prešanje)
Kako bi se smanjio unutarnji stres i nedostaci kvalitete površine, potrebno je obratiti pozornost na sljedeće aspekte u procesu injekcijskog prešanja.
a) Treba odabrati strojeve za injekcijsko prešanje s namjenskim vijcima i zasebnim mlaznicama s kontroliranom temperaturom;
b) Temperatura ubrizgavanja trebala bi biti viša pod pretpostavkom da se plastična smola ne raspada;
c) Tlak ubrizgavanja: Općenito visok za prevladavanje nedostatka visoke viskoznosti taline, ali previsok tlak može generirati unutarnje naprezanje i uzrokovati poteškoće u vađenju iz kalupa i deformaciji;
d) Brzina ubrizgavanja: Općenito, trebala bi biti niska kada se ispunjavaju zahtjevi za punjenje kalupa, a najbolje je koristiti sporo brzo ubrizgavanje u više stupnjeva;
e) Vrijeme držanja i ciklus oblikovanja: pod uvjetom ispunjavanja zahtjeva za punjenje kalupa proizvoda bez stvaranja udubljenja ili mjehurića; Preporučljivo je da bude što je moguće kraće kako bi se smanjilo vrijeme zadržavanja rastaljenog materijala u cijevi stroja;
f) Brzina vijka i protutlak: pod pretpostavkom zadovoljavanja kvalitete plastificiranja, trebali bi biti što niži kako bi se spriječila mogućnost odvajanja;
g) Temperatura kalupa: Kvaliteta hlađenja proizvoda uvelike utječe na njegovu kvalitetu, tako da temperatura kalupa mora moći točno kontrolirati njegov proces. Ako je moguće, temperatura kalupa treba biti viša.
（5） Ostala pitanja
Zbog potrebe da se spriječi pogoršanje kvalitete površine, sredstva za odvajanje općenito su minimalizirana tijekom injekcijskog prešanja; Kada se koriste reciklirani materijali, ne smije prelaziti 20 posto.
Za proizvode koji nisu PET, potrebno je provesti naknadnu obradu kako bi se uklonilo unutarnje naprezanje. PMMA treba sušiti kruženjem vrućeg zraka na 70-80 stupnjeva 4 sata; PC treba očistiti zrakom i glicerinom. Zagrijavanje tekućeg parafina na 110-135 stupnjeva, ovisno o proizvodu, može trajati do 10 sati. PET mora proći postupak dvoosnog rastezanja kako bi se postigla dobra mehanička svojstva.
3, Proces injekcijskog prešanja prozirne plastike
（1） Karakteristike procesa prozirne plastike: Uz gore navedene uobičajene probleme, prozirna plastika također ima neke karakteristike procesa, koje su opisane na sljedeći način:
1. Procesne karakteristike PMMA
PMMA ima visoku viskoznost i blago slabu tečljivost, tako da su za injekcijsko prešanje potrebni visoka temperatura materijala i visoki tlak ubrizgavanja. Utjecaj temperature ubrizgavanja veći je od utjecaja tlaka ubrizgavanja, ali je povećanje tlaka ubrizgavanja korisno za poboljšanje stope skupljanja proizvoda. Raspon temperature ubrizgavanja je širok, s temperaturom taljenja od 160 stupnjeva i temperaturom razgradnje od 270 stupnjeva. Stoga je raspon prilagodbe temperature materijala širok, a obradivost dobra. Stoga se poboljšanje fluidnosti može započeti od temperature ubrizgavanja. Slaba otpornost na udarce, slaba otpornost na trošenje, lako grebanje i krhko pucanje, stoga je potrebno povećati temperaturu kalupa i poboljšati proces kondenzacije kako bi se prevladali ti nedostaci.
2. Procesne karakteristike PC-a
PC ima visoku viskoznost, visoku temperaturu taljenja i slabu protočnost, pa se mora ubrizgavati na višoj temperaturi (između 270 i 320 stupnjeva). Relativno govoreći, raspon podešavanja temperature materijala je relativno uzak, a sposobnost obrade nije tako dobra kao PMMA. Tlak ubrizgavanja ima mali utjecaj na protočnost, ali zbog visoke viskoznosti i dalje je potreban veći tlak ubrizgavanja. Stoga, kako bi se spriječilo stvaranje unutarnjeg naprezanja, vrijeme držanja treba biti što kraće. Stopa skupljanja je velika i veličina je stabilna, ali proizvod ima veliko unutarnje naprezanje i sklon je pucanju. Stoga je preporučljivo poboljšati fluidnost povećanjem temperature umjesto tlaka i smanjiti mogućnost pucanja povećanjem temperature kalupa, poboljšanjem strukture kalupa i naknadnom obradom. Kada je brzina ubrizgavanja niska, defekti poput valova skloni su pojavi na vratima. Temperatura mlaznice za zračenje mora se kontrolirati odvojeno, temperatura kalupa mora biti visoka, a otpor klizača i vrata mora biti mali.
3. Procesne karakteristike PET-a
PET ima visoku temperaturu kalupljenja i uzak raspon prilagodbe temperature materijala (260-300 stupnjeva), ali nakon taljenja, protočnost je dobra, tako da je obradivost loša, a često se u mlaznicu dodaju uređaji protiv tečenja. Mehanička čvrstoća i izvedba nisu visoke nakon ubrizgavanja, te je potrebno poboljšati izvedbu rastezanjem i modifikacijom. Precizna kontrola temperature kalupa služi za sprječavanje savijanja. Deformacija je važan čimbenik, stoga se preporučuje korištenje kalupa s vrućim kanalom. Temperatura kalupa treba biti visoka, inače će uzrokovati loš površinski sjaj i poteškoće u vađenju iz kalupa.
4, Nedostaci i rješenja prozirnih plastičnih dijelova
1. Srebrne pruge: pod utjecajem anizotropije unutarnjeg naprezanja tijekom punjenja kalupa i kondenzacije, naprezanje generirano u okomitom smjeru uzrokuje da smola teče prema gore, dok se indeks loma razlikuje od smjera koji ne teče, što rezultira sjajnim svilenim prugama. Kada se proširi, može uzrokovati pukotine na proizvodu. Uz pozornost koja se posvećuje procesu injekcijskog prešanja i kalupu (bolje je da se proizvod žari. Na primjer, PC materijal može se zagrijati na iznad 160 stupnjeva 3-5 minuta, a zatim se može slobodno hlađenje koristi se.
2. Mjehurići: Vodena para i drugi plinovi unutar smole ne mogu se izbaciti (tijekom procesa kondenzacije kalupa), ili zbog nedovoljnog punjenja kalupa, površina kondenzacije se kondenzira prebrzo, stvarajući "vakuumski mjehurić".
3. Loš površinski sjaj: To je uglavnom zbog velike hrapavosti kalupa, a s druge strane, preuranjena kondenzacija sprječava smolu da replicira površinsko stanje kalupa, što sve uzrokuje male neravnine na površini i uzrokuje da proizvod izgubi svoj sjaj.
4. Uzorak vibracija: odnosi se na gusto mreškanje formirano od središta ravnih vrata. Razlog za to je taj što se zbog visoke viskoznosti taline prednji materijal već kondenzirao u šupljini kalupa, a kasnije materijal probija ovu kondenzacijsku površinu, što dovodi do vibracijskih uzoraka na površini.
5. Izbjeljivanje, aureola magle: Uglavnom uzrokovano prašinom koja pada u sirovinu ili prekomjernim sadržajem vlage u zraku.
6. Bijeli dim, crne mrlje: Uglavnom uzrokovano raspadanjem ili kvarenjem smole u cijevi stroja zbog lokalnog pregrijavanja plastike unutar cijevi.