Чому міцність поверхні пластикових виробів зменшується при використанні переробленої смоли?

Використання переробленої смоли в пластикових деталях створює проблеми для інженерів. Додавання більшої кількості вторинного матеріалу може призвести до більшої деградації пластику, зниження його початкової структурної міцності та збільшення ризику розтріскування, особливо в зонах високого навантаження, таких як гачки та отвори для гвинтів. Незважаючи на ці проблеми, використання перероблених матеріалів у пластмасі має вирішальне значення для екологічної стійкості.

Але чому використання перероблених вторинних матеріалів знижує міцність пластику? Це питання можна розглядати на двох рівнях

1. Походження переробленого вторинного матеріалу

По-перше, чи повинні машини для лиття пластику використовувати вторинні матеріали? Хоча захист навколишнього середовища викликає занепокоєння, економія коштів часто є основною мотивацією, оскільки вторинні матеріали дешевші. Але чи використовують ці заводи той самий тип перероблених матеріалів, що й оригінальні пластикові гранули? Наприклад, якщо оригінальні гранули виготовлені з ПК Sabic (раніше GE), чи насправді виробники використовують перероблені матеріали Sabic PC, чи вони використовують будь-які наявні матеріали з ПК, або навіть додають ABS? Чим вищий сорт пластикових гранул, тим менш доцільно для виробників використовувати перероблені матеріали, оскільки це може призвести до нижчої якості продукції.

Ще одна невизначеність із переробленими матеріалами – зберігання. Ці матеріали часто зберігаються неналежним чином, піддаються впливу таких елементів, як вітер, сонце та дощ. Можливо, ви помітили, що пластиковий стілець, залишений на сонці, згодом вицвітає і стає крихким. Подібним чином перероблені матеріали, піддані суворим умовам, матимуть погіршені фізичні властивості, що призведе до непередбачуваної якості.

2. Різниця в значеннях MFI (індекс текучості розплаву) до та після інжекції пластику

По-друге, навіть якщо у вашому процесі вприскування пластику використовуються матеріали, які точно відповідають оригінальним пластиковим гранулам, або матеріали, що підлягають переробці, з тими самими специфікаціями від того самого бренду, досвід показує, що значення MFI (індекс текучості розплаву) більшості пластиків збільшується приблизно на 20-30% після ін'єкції. Це збільшення MFI зазвичай призводить до зниження структурної міцності пластику, що може вплинути на загальну продуктивність і довговічність продукту.

Термопластичні пластики характеризуються утворенням полімерних кристалів, які переплітаються, що забезпечує високу структурну міцність. Під час процесу лиття під тиском ходовий гвинт розриває ці довгі молекулярні ланцюги на більш короткі сегменти, зменшуючи їхню молекулярну масу. Цей процес, відомий як розрив ланцюга, призводить до ослаблення молекулярного зв’язування та подальшого зниження міцності. Для отримання більш детальної інформації зверніться до статті про реологічні властивості пластику.

Враховуючи коливання цін і доступність термопластичних смол, доцільно оптимізувати використання вашої смоли. Одним із поширених методів є використання повторного подрібнення. Після завершення проекту будь-який зайвий матеріал і браковані частини можна відновити та використати для повторного помелу, який потім можна змішати з новою смолою або використати окремо.

Коли термопласти зазнають термічної та механічної напруги, вони можуть стати слабкими та крихкими, деградація відома як «історія тепла». Як тепло від обробки, так і процес шліфування можуть впливати на фізичні, хімічні властивості та властивості текучості термопластичної смоли, оскільки а також будь-які продукти, виготовлені з повторного подрібнення. Незважаючи на те, що температура або нагрівання часто вважаються основною причиною деградації полімеру, багато смол можуть зберігати свої фізичні властивості через обмежену кількість циклів повторного подрібнення, якщо правильно керувати ними під час обробки.

Яке ідеальне співвідношення повторного помелу до первинної смоли?

Як правило, промисловість формувальної промисловості прагне до суміші від 20 до 25 відсотків або менше повторного помелу, змішаного з первинною смолою. Однак, залежно від виробничого процесу, співвідношення може варіюватися від 100 відсотків первинної смоли до 100 відсотків повторного подрібнення.

Фактори, які впливають на цю варіацію, включають

:

• Недостатня підготовка осіб, які працюють зі смолою

• Неправильне калібрування живильників первинного та/або повторного подрібнення

• Нерівномірне змішування матеріалів

• Недостатня дисципліна в цеху або дотримання встановлених процедур

• Щоб запобігти потенційно катастрофічним результатам, необхідні відповідні процедури та дисципліна в цеху.

Іншим важливим фактором є те, що навіть якщо початкова суміш містить 20 відсотків подрібненої суміші, наступні проходи завжди будуть містити частину попередньої подрібненої суміші. Смола з першого проходу залишається в запасі. Зверніться до свого постачальника смоли, щоб дізнатися, скільки разів ваш пластик може пройти процес формування, перш ніж властивості погіршаться більш ніж на 10 відсотків, і визначити, які властивості постраждають першими.

Про які потенційні проблеми слід знати?

Переконайтеся, що такі смоли, як нейлон, полікарбонат, полі(бутадієнтерефталат) (PBT) і полі(етилентерефталат) (PET), належним чином висушені перед початковою обробкою. В іншому випадку вони можуть гідролізуватися в циліндрі формувальної машини, вкорочуючи полімерні ланцюги та спричиняючи деградацію. Додавання 25-відсоткового вмісту деградованого повторного помелу в первинну смолу може суттєво вплинути на продуктивність і функції кінцевих деталей. Дуже важливо стежити за рівнем температури. Обробка первинної смоли при температурах вище рекомендованих рівнів може прискорити деградацію полімеру.

Постійний розмір гранул також має вирішальне значення. Без регулярного технічного обслуговування м’ясорубки ви можете отримати широкий діапазон розмірів гранул, від дрібного пилу до ¼ дюйма або більших шматків. Під час пластифікації або обертання шнека шнек може не розплавити ці гранули різного розміру рівномірно, що потенційно може вплинути на властивості готових деталей. Ефективним рішенням цієї проблеми є репеллетування. Шляхом фільтрації розплаву подрібненого можна видалити непластичні забруднення. Для підтримки оптимальної стабільності процесу необхідне регулярне обслуговування шліфувальної машини. Це включає заточування лез, очищення машини та перевірку правильності роботи екрану.

Що, на вашу думку, є найбільш серйозною проблемою, пов’язаною з повторним шліфуванням? Виходячи з мого досвіду, забруднення сторонніми пластиками та матеріалами є значною перешкодою. Часто виробництво порушується через засмічення гарячих наконечників. Щоб зменшити витрати, доцільно використовувати лише первинну смолу в гарячих канальних інструментах і резервувати подрібнення для холодних канальних інструментів. Хоча це може бути не життєздатним варіантом для всіх, це ефективна стратегія, коли це можливо.

Які доступні рішення для вирішення цих проблем?

Замість змішування повторного помелу з первинною смолою, розгляньте можливість використання 100% повторного помелу. Такий підхід дозволяє уникнути згаданих вище проблем. За допомогою цього методу ви спочатку використовуєте всю первинну смолу, а потім запускаєте подрібнену в машини на повну потужність.