De ce scade rezistența la suprafață a produselor din plastic când se utilizează rășină reciclată?

Utilizarea rășinii reciclate în piesele din plastic prezintă provocări pentru ingineri. Adăugarea mai multor material secundar poate duce la o degradare mai mare a plasticului, reducând rezistența sa structurală inițială și crescând riscul de fisurare, în special în zonele cu solicitare ridicată, cum ar fi cârligele și găurile pentru șuruburi. În ciuda acestor probleme, încorporarea materialelor reciclate în materiale plastice este esențială pentru durabilitatea mediului.

Dar de ce utilizarea materialelor secundare reciclate reduce rezistența materialelor plastice? Această întrebare poate fi examinată pe două niveluri

1. Originea materialului secundar reciclat

În primul rând, modelele de plastic prin injecție ar trebui să utilizeze materiale secundare? În timp ce protecția mediului este o preocupare, economiile de costuri sunt adesea o motivație principală, deoarece materialele secundare sunt mai ieftine. Dar aceste fabrici folosesc același tip de materiale reciclate ca peleții de plastic original? De exemplu, dacă peleții inițiali sunt materiale pentru PC Sabic (fostă GE), producătorii folosesc de fapt materiale reciclate pentru PC Sabic sau folosesc materiale reciclate pentru PC disponibile sau chiar amestecă în ABS? Cu cât gradul de pelete de plastic este mai mare, cu atât este mai puțin adecvat ca producătorii să folosească materiale reciclate, deoarece acest lucru poate duce la produse de calitate mai scăzută.

O altă incertitudine cu materialele reciclate este depozitarea. Aceste materiale sunt adesea depozitate necorespunzător, expuse la elemente precum vântul, soarele și ploaia. Poate ați observat că un scaun din plastic lăsat afară la soare se va estompa în cele din urmă și va deveni casant. În mod similar, materialele reciclate expuse la condiții dure vor avea proprietăți fizice degradate, rezultând o calitate imprevizibilă.

2. Diferența dintre valorile MFI (Melt Flow Index) înainte și după injectarea plasticului

În al doilea rând, chiar dacă procesul dumneavoastră de injecție de plastic folosește materiale care se potrivesc strict cu peleții de plastic original sau materiale reciclabile cu aceleași specificații de la aceeași marcă, experiența arată că valoarea MFI (Indice de curgere a topirii) a majorității materialelor plastice crește cu aproximativ 20-30% după injectare. Această creștere a IMF are ca rezultat, de obicei, o rezistență structurală redusă a plasticului, ceea ce poate afecta performanța și durabilitatea generală a produsului.

Materialele plastice termoplastice se caracterizează prin formarea de cristale polimerice care se încurcă, rezultând o rezistență structurală ridicată. În timpul procesului de turnare prin injecție, șurubul forfecă și rupe aceste lanțuri moleculare lungi în segmente mai scurte, reducându-le greutatea moleculară. Acest proces, cunoscut sub numele de scisarea lanțului, duce la o slăbire a încurcăturii moleculare și la o scădere ulterioară a rezistenței. Pentru informații mai detaliate, vă rugăm să consultați articolul despre proprietățile reologice plastice.

Având în vedere prețurile fluctuante și disponibilitatea rășinilor termoplastice, este prudent să optimizați utilizarea rășinii dumneavoastră. O metodă obișnuită este de a folosi remăcinare. Odată ce un proiect este finalizat, orice material în exces și piesele respinse pot fi recuperate și reutilizate ca măcinare, care pot fi apoi amestecate cu rășină nouă sau utilizate independent.

Atunci când materialele termoplastice sunt supuse la stres termic și mecanic, ele pot deveni slabe și fragile, o degradare cunoscută sub numele de „istorie termică. Atât căldura de la procesare, cât și procesul de măcinare pot afecta proprietățile fizice, chimice și de curgere ale rășinii termoplastice, ca precum și orice produse realizate din remăcinare În timp ce temperatura sau istoricul de căldură este adesea considerată cauza principală a degradării polimerului, multe rășini își pot păstra proprietățile fizice printr-un număr limitat de cicluri de remăcinare, dacă sunt gestionate corespunzător în timpul procesării.

Care este raportul ideal de remacinare la rășină virgină?

De obicei, industria de turnare urmărește un amestec de 20 până la 25 la sută sau mai puțin remacinat amestecat cu rășină virgină. Cu toate acestea, în funcție de procesul de fabricație, raportul poate varia de la 100% rășină virgină la 100% remacinat.

Factorii care influențează această variație includ

• Pregătirea inadecvată a manipulatorilor de rășină

• Calibrarea incorectă a alimentatoarelor virgine și/sau remăcinate

• Amestecarea neuniformă a materialelor

• Disciplina insuficientă în atelier sau aderarea la procedurile stabilite

• Pentru a preveni rezultatele potențial dezastruoase, procedurile adecvate și disciplina la atelier sunt esențiale.

Un alt aspect important este că, chiar dacă amestecul inițial conține 20 la sută remacinat, trecerile ulterioare vor conține întotdeauna o parte din amestecul re-măcinat anterior. Rășina de la prima trecere rămâne în stoc. Consultați furnizorul dvs. de rășină pentru a afla de câte ori plasticul dumneavoastră poate trece prin procesul de turnare înainte ca proprietățile să se degradeze cu mai mult de 10% și pentru a determina care proprietăți sunt afectate mai întâi.

De ce probleme potențiale ar trebui să fii conștient?

Asigurați-vă că rășinile precum nailon, policarbonat, poli(butadien tereftalat) (PBT) și poli(etilen tereftalat) (PET) sunt uscate corespunzător înainte de procesarea inițială. În caz contrar, se pot hidroliza în cilindrul mașinii de turnat, scurtând lanțurile polimerice și provocând degradarea. Încorporarea măcinată degradată în rășină virgină la niveluri de 25 la sută poate afecta semnificativ performanța și funcționarea pieselor finale. Este de cea mai mare importanță să monitorizați nivelurile de temperatură. Procesarea rășinii virgine la temperaturi peste nivelurile recomandate poate accelera degradarea polimerului.

Dimensiunea constantă a peletei este, de asemenea, critică. Fără întreținere regulată a râșniței, puteți ajunge la o gamă largă de dimensiuni de granule, de la praf fin la bucăți de ¼ inch sau mai mari. În timpul plastificării sau rotației șurubului, șurubul poate să nu topească uniform aceste granule de diferite dimensiuni, ceea ce poate afecta proprietățile pieselor finite. Repeletizarea este o soluție eficientă pentru această problemă. Prin filtrarea prin topire a măcinatului, pot fi îndepărtați contaminanții non-plastici. Pentru a menține stabilitatea optimă a procesului, întreținerea regulată a mașinii este esențială. Aceasta include ascuțirea lamelor, curățarea mașinii și asigurarea funcționării corecte a ecranului.

Care credeți că este cea mai importantă provocare asociată cu reașarea? Pe baza experienței mele, contaminarea cu materiale plastice și materiale străine reprezintă un obstacol semnificativ. Frecvent, producția este întreruptă din cauza vârfurilor fierbinți înfundate. Pentru a reduce costurile, este recomandabil să utilizați numai rășină virgină în uneltele cu canal cald și să rezervați măcinarea pentru uneltele cu canal rece. Deși aceasta poate să nu fie o opțiune viabilă pentru toți, este o strategie eficientă atunci când este fezabilă.

Ce soluții sunt disponibile pentru a rezolva aceste probleme?

În loc să amestecați remacinat cu rășină virgină, luați în considerare utilizarea remăcinată 100%. Această abordare evită problemele menționate mai sus. Cu această metodă, utilizați mai întâi toată rășina virgină și apoi rulați remacinarea în mașini la capacitate maximă.