[Nhãn dán khoa học] Quy trình ép phun 5 loại nhựa thông dụng

Polypropylen (PP)
quá trình ép phun

PP thường được gọi là polypropylene vì có khả năng chống vỡ tốt nên còn được gọi là “nhựa 100%”. PP là loại nhựa nhiệt dẻo bán trong suốt, bán tinh thể, có độ bền cao, cách nhiệt tốt, độ hút nước thấp, nhiệt độ biến dạng nhiệt cao, mật độ thấp và độ kết tinh cao. Chất độn biến tính thường bao gồm sợi thủy tinh, chất độn khoáng và cao su nhiệt dẻo.
Tính lưu động của PP cho các mục đích khác nhau là khá khác nhau và PP tốc độ dòng chảy thường được sử dụng nằm giữa ABS và PC.

1. Gia công nhựa

PP nguyên chất có màu trắng ngà mờ và có thể nhuộm thành nhiều màu khác nhau. Đối với nhuộm PP, chỉ có thể sử dụng masterbatch màu trên các máy ép phun thông thường. Trên một số máy, có các thành phần hóa dẻo độc lập giúp tăng cường hiệu ứng trộn và chúng cũng có thể được nhuộm bằng mực. Các sản phẩm được sử dụng ngoài trời thường chứa đầy chất ổn định tia cực tím và muội than. Tỷ lệ sử dụng vật liệu tái chế không được vượt quá 15%, nếu không sẽ gây giảm độ bền, phân hủy và đổi màu. Nói chung, không cần xử lý sấy khô đặc biệt trước khi xử lý phun PP.

2. Lựa chọn máy ép phun

Không có yêu cầu đặc biệt nào cho việc lựa chọn máy ép phun. Vì PP có độ kết tinh cao. Cần có máy ép phun máy tính có áp suất phun cao hơn và điều khiển nhiều giai đoạn. Lực kẹp thường được xác định ở mức 3800t/m2 và lượng phun là 20% -85%.

3. Thiết kế khuôn và cổng

Nhiệt độ khuôn là 50-90oC và nhiệt độ khuôn cao được sử dụng cho các yêu cầu kích thước cao hơn. Nhiệt độ lõi thấp hơn nhiệt độ khoang hơn 5oC, đường kính rãnh chạy là 4-7mm, chiều dài cổng kim là 1-1,5mm và đường kính có thể nhỏ tới 0,7mm. Chiều dài của cổng cạnh càng ngắn càng tốt, khoảng 0,7mm, độ sâu bằng một nửa độ dày thành và chiều rộng gấp đôi độ dày thành, và nó sẽ tăng dần theo chiều dài của dòng chảy nóng chảy trong khoang. Khuôn phải có độ thông hơi tốt. Lỗ thông hơi sâu 0,025mm-0,038mm và dày 1,5mm. Để tránh vết co ngót, hãy sử dụng vòi phun tròn và lớn cũng như đường chạy tròn, độ dày của các gân phải nhỏ (Ví dụ: 50-60% độ dày của thành). Độ dày của sản phẩm làm từ PP homopolymer không được vượt quá 3 mm, nếu không sẽ có bọt khí (sản phẩm có thành dày chỉ có thể sử dụng PP copolymer).

4. Nhiệt độ nóng chảy

Điểm nóng chảy của PP là 160-175 ° C và nhiệt độ phân hủy là 350 ° C, nhưng cài đặt nhiệt độ trong quá trình xử lý phun không thể vượt quá 275 ° C và nhiệt độ nóng chảy tốt nhất là 240 ° C.

5. Tốc độ phun

Để giảm ứng suất và biến dạng bên trong, nên chọn phun tốc độ cao, nhưng một số loại PP và khuôn không phù hợp (xuất hiện bong bóng và đường dẫn khí). Nếu bề mặt có hoa văn xuất hiện với các sọc sáng và tối được khuếch tán bởi cổng thì nên sử dụng phun tốc độ thấp và nhiệt độ khuôn cao hơn.

6. Làm tan áp suất ngược

Có thể sử dụng áp suất ngược keo nóng chảy 5bar và áp suất ngược của vật liệu mực có thể được điều chỉnh phù hợp.

7. Phun và giữ áp suất

Sử dụng áp suất phun cao hơn (1500-1800bar) và áp suất giữ (khoảng 80% áp suất phun). Chuyển sang áp suất giữ ở khoảng 95% toàn bộ hành trình và sử dụng thời gian giữ lâu hơn.

8. Xử lý hậu kỳ sản phẩm

Để ngăn ngừa sự co ngót và biến dạng do quá trình kết tinh sau, sản phẩm thường cần được ngâm trong nước nóng.

Polyetylen (PE)
quá trình ép phun

PE là nguyên liệu thô kết tinh có độ hút ẩm cực thấp, không quá 0,01% , do đó không cần sấy khô trước khi chế biến. Chuỗi phân tử PE có tính linh hoạt tốt, lực nhỏ giữa các liên kết, độ nhớt nóng chảy thấp và tính lưu động tuyệt vời . Do đó, các sản phẩm có thành mỏng và quy trình dài có thể được tạo thành mà không cần áp suất quá cao trong quá trình đúc. Tốc độ co ngót của PE rộng, giá trị độ co ngót lớn và tính định hướng rõ ràng. Tỷ lệ co ngót của LDPE là khoảng 1,22% và tỷ lệ co ngót của HDPE là khoảng 1,5%. Vì vậy, dễ bị biến dạng, cong vênh, điều kiện làm nguội khuôn có ảnh hưởng lớn đến độ co ngót. Do đó, nhiệt độ khuôn phải được kiểm soát để duy trì khả năng làm mát đồng đều và ổn định.
Khả năng kết tinh của PE cao và nhiệt độ của khuôn có ảnh hưởng lớn đến tình trạng kết tinh của các bộ phận nhựa. Nhiệt độ khuôn cao, làm nguội nóng chảy chậm, độ kết tinh của phần nhựa cao và độ bền cũng cao.
Nhiệt độ nóng chảy của PE không cao nhưng nhiệt dung riêng lớn nên vẫn cần tiêu hao nhiều nhiệt hơn trong quá trình dẻo hóa. Vì vậy, thiết bị hóa dẻo cần phải có công suất gia nhiệt lớn để nâng cao hiệu quả sản xuất.
Phạm vi nhiệt độ làm mềm của PE nhỏ và sự tan chảy dễ bị oxy hóa. Do đó, nên tránh càng nhiều càng tốt sự tiếp xúc giữa chất nóng chảy và oxy trong quá trình đúc để không làm giảm chất lượng của các bộ phận nhựa.
Các bộ phận PE mềm và dễ tháo khuôn nên khi các bộ phận bằng nhựa có rãnh nông có thể tháo khuôn mạnh mẽ.
Tính chất phi Newton của PE tan chảy là không rõ ràng, sự thay đổi tốc độ cắt ít ảnh hưởng đến độ nhớt và ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của PE tan chảy cũng rất ít.
Tốc độ làm nguội của PE nóng chảy chậm nên phải được làm nguội vừa đủ. Khuôn nên có hệ thống làm mát tốt hơn.
Nếu tan chảy PE được cấp trực tiếp từ cổng cấp liệu trong quá trình phun, thì ứng suất sẽ tăng lên và độ co ngót không đồng đều cũng như độ định hướng sẽ tăng lên đáng kể. Vì vậy, cần chú ý đến việc lựa chọn các thông số cổng cấp liệu.
Nhiệt độ đúc của PE tương đối rộng. Ở trạng thái chảy, một chút dao động nhiệt độ không ảnh hưởng đến quá trình ép phun.
PE có độ ổn định nhiệt tốt, nhìn chung không có hiện tượng phân hủy rõ ràng dưới 300 độ và không ảnh hưởng đến chất lượng.

1. Các điều kiện đúc chính của PE
nhiệt độ thùng:
Nhiệt độ thùng chủ yếu liên quan đến mật độ PE và kích thước của tốc độ dòng chảy, ngoài ra còn có loại và hiệu suất của máy ép phun cũng như hình dạng của bộ phận nhựa hạng nhất. Vì PE là một polyme kết tinh nên các hạt tinh thể phải hấp thụ một lượng nhiệt nhất định trong quá trình nóng chảy, do đó nhiệt độ thùng phải cao hơn nhiệt độ nóng chảy của nó 10 độ. Đối với LDPE, nhiệt độ thùng được kiểm soát ở mức 140-200°C, nhiệt độ thùng HDPE được kiểm soát ở 220°C, phần sau thùng lấy giá trị nhỏ nhất và phần đầu trước lấy giá trị lớn nhất.
Nhiệt độ khuôn:
Nhiệt độ khuôn có tác động lớn hơn đến sự kết tinh của các bộ phận nhựa. Nhiệt độ khuôn cao, độ kết tinh nóng chảy cao, độ bền cao nhưng độ co ngót cũng sẽ tăng lên. Thông thường, nhiệt độ khuôn của LDPE được kiểm soát ở mức 30°C-45°C, trong khi nhiệt độ của HDPE tương ứng cao hơn 10-20°C.
Áp suất phun:
Việc tăng áp suất phun có lợi cho việc làm đầy chất tan chảy. Vì tính lưu động của PE rất tốt nên ngoài các sản phẩm có thành mỏng và thanh mảnh, cần phải lựa chọn cẩn thận áp suất phun thấp hơn. Áp suất phun chung là 50-100MPa. Hình dạng rất đơn giản. Đối với các bộ phận nhựa lớn hơn phía sau bức tường, áp suất phun có thể thấp hơn và ngược lại.

Polyvinyl clorua (PVC)
quá trình ép phun

1. Phạm vi ứng dụng điển hình

Ống cấp nước, ống gia dụng, tấm ốp tường nhà, vỏ máy thương mại, bao bì sản phẩm điện tử, thiết bị y tế, bao bì thực phẩm, v.v.

2. Tính chất vật lý và hóa học

Vật liệu PVC là vật liệu không kết tinh. Trong sử dụng thực tế, vật liệu PVC thường thêm chất ổn định, chất bôi trơn, chất xử lý phụ trợ, chất màu, chất chống va đập và các chất phụ gia khác. Chất liệu PVC không bắt lửa, độ bền cao, chịu được thời tiết và độ ổn định hình học tuyệt vời.
PVC có khả năng chống oxy hóa mạnh, chất khử và axit mạnh. Tuy nhiên, nó có thể bị ăn mòn bởi các axit oxy hóa đậm đặc như axit sulfuric đậm đặc và axit nitric đậm đặc và không thích hợp để tiếp xúc với hydrocacbon thơm và hydrocacbon clo hóa.
Nhiệt độ nóng chảy của PVC trong quá trình xử lý là một thông số quá trình rất quan trọng. Nếu tham số này không phù hợp sẽ gây ra vấn đề phân hủy vật liệu. Đặc tính dòng chảy của PVC khá kém và phạm vi xử lý của nó rất hẹp. Đặc biệt, vật liệu PVC có trọng lượng phân tử cao khó xử lý hơn (loại vật liệu này thường cần thêm chất bôi trơn để cải thiện đặc tính dòng chảy), do đó vật liệu PVC có trọng lượng phân tử nhỏ thường được sử dụng. Tỷ lệ co ngót của PVC khá thấp, thường là 0,2 ~ 0,6%.

3. Điều kiện quá trình ép phun

1. Xử lý sấy: thường không cần xử lý sấy.
2. Nhiệt độ nóng chảy: 185 ~ 205oC Nhiệt độ khuôn: 20 ~ 50oC.
3. Áp suất phun: lên tới 1500bar.
4. Áp suất giữ: lên tới 1000bar.
5. Tốc độ phun: Để tránh sự xuống cấp của vật liệu, người ta thường sử dụng tốc độ phun đáng kể.
6. Đường chạy và cổng: có thể sử dụng tất cả các cổng thông thường. Nếu gia công các chi tiết nhỏ hơn thì tốt nhất nên sử dụng cổng kim hoặc cổng chìm; đối với những phần dày hơn, tốt nhất nên sử dụng cổng quạt. Đường kính tối thiểu của cổng kim hoặc cổng chìm là 1mm; độ dày của cổng khu vực không được nhỏ hơn 1mm.
7. Tính chất lý hóa: PVC cứng là một trong những vật liệu nhựa được sử dụng rộng rãi nhất.

Polystyrene (PS)
quá trình ép phun

1. Phạm vi ứng dụng điển hình

Bao bì sản phẩm, hàng gia dụng (bộ đồ ăn, khay,…), đồ điện tử (hộp đựng trong suốt, bộ khuếch tán nguồn sáng, màng cách điện, v.v.).

2. Tính chất vật lý và hóa học

Hầu hết PS thương mại đều là vật liệu trong suốt, không kết tinh. PS có độ ổn định hình học rất tốt, độ ổn định nhiệt, đặc tính truyền quang, đặc tính cách điện và xu hướng hấp thụ độ ẩm rất nhỏ. Nó có thể chống lại nước và axit vô cơ loãng, nhưng có thể bị ăn mòn bởi các axit oxy hóa mạnh như axit sulfuric đậm đặc, và có thể phồng lên và biến dạng trong một số dung môi hữu cơ. Độ co điển hình là từ 0,4 đến 0,7%.

3. Điều kiện quá trình ép phun

1. Xử lý sấy khô: Trừ khi bảo quản không đúng cách, thường không cần xử lý sấy khô. Nếu cần sấy khô, điều kiện sấy khuyến nghị là 80°C trong 2 đến 3 giờ.
2. Nhiệt độ nóng chảy: 180 ~ 280oC. Đối với vật liệu chống cháy, giới hạn trên là 250°C.
3. Nhiệt độ khuôn: 40 ~ 50oC.
4. Áp suất phun: 200 ~ 600bar.
4. Tốc độ tiêm: Nên sử dụng tốc độ tiêm nhanh.
5. Đường chạy và cổng: có thể sử dụng tất cả các loại cổng thông thường.

ABS
quá trình tiêm

1. Ứng dụng điển hình:
Ô tô (bảng dụng cụ, nắp dụng cụ, vỏ bánh xe, hộp gương, v.v.), tủ lạnh, dụng cụ có độ bền cao (máy sấy tóc, máy xay sinh tố, máy chế biến thực phẩm, máy cắt cỏ, v.v.), vỏ điện thoại, bàn phím máy đánh chữ, phương tiện giải trí như xe chơi gôn và xe trượt phản lực.

2. Tính chất vật lý và hóa học

ABS được tổng hợp từ ba monome hóa học: acrylonitrile, butadiene và styrene. Mỗi monome có những đặc tính khác nhau: acrylonitril có độ bền cao, ổn định nhiệt và ổn định hóa học; butadiene có độ dẻo dai và khả năng chống va đập; Styrene dễ gia công, độ mịn cao và độ bền cao. Từ quan điểm hình thái học, ABS là một vật liệu vô định hình.
Quá trình trùng hợp của ba monome tạo ra terpolyme có hai pha, một là pha liên tục của styren-acrylonitrile và pha còn lại là pha phân tán của cao su polybutadiene. Các đặc tính của ABS chủ yếu phụ thuộc vào tỷ lệ của ba đơn phân và cấu trúc phân tử trong hai pha. Điều này cho phép sự linh hoạt cao trong thiết kế sản phẩm và hàng trăm vật liệu ABS chất lượng khác nhau đã được sản xuất trên thị trường. Những vật liệu chất lượng khác nhau này cung cấp các đặc tính khác nhau, chẳng hạn như khả năng chống va đập từ trung bình đến cao, độ hoàn thiện từ thấp đến cao và đặc tính biến dạng ở nhiệt độ cao.
Vật liệu ABS có khả năng xử lý siêu dễ dàng, đặc điểm bề ngoài, độ rão thấp và độ ổn định kích thước tuyệt vời cũng như độ bền va đập cao.

3. Điều kiện quá trình ép phun

1. Xử lý sấy khô: Vật liệu ABS có tính hút ẩm và cần xử lý sấy khô trước khi gia công. Điều kiện sấy được khuyến nghị là ít nhất 2 giờ ở 80 ~ 90oC. Nhiệt độ vật liệu phải nhỏ hơn 0,1%.
2. Nhiệt độ nóng chảy: 210 ~ 280oC; nhiệt độ khuyến nghị: 245oC.
Nhiệt độ khuôn: 25~70℃. (Mold temperature will affect the finish of plastic parts, lower temperature will result in lower finish).
3. Áp suất phun: 500 ~ 1000bar.
4. Tốc độ tiêm: tốc độ trung bình đến cao.