Drukuj

Przetwórstwo tworzyw acetalowych

Przetwórstwo tworzyw acetalowych
Tworzywa acetalowe są przetwarzane przy wykorzystaniu różnych typów i konstrukcji wtryskarek i wytłaczarek. Stąd tak ważne jest prawidłowe funkcjonowanie tych maszyn.

Podstawowym zadaniem wtryskarki do przetwórstwa tworzywa krystalicznego jest oczywiście dostarczenie do formy żądanej ilości jednorodnej stopionej mieszanki, bez żadnych fragmentów niestopionego lub zdegradowanego tworzywa. Zasady konstrukcji wtryskarek są zatem uzależnione od wymagań stawianych przez przetwarzane tworzywo w zakresie zachowania termicznego i wymaganego ciepła.

Pierwszą sprawą, jaką należy wziąć pod uwagę przy przetwórstwie tworzywa krystalicznego, chcąc uniknąć jego degradacji, jest stabilność termiczna w temperaturze topnienia. Ślimak, dysza, zawór zwrotny i adapter powinny być tak zaprojektowane, aby zapewnić wydajne stopienie tworzywa krystalicznego i dostarczenie go do formy.

Jeśli chodzi o różnice pomiędzy polimerami amorficznymi i krystalicznymi, tzn. zachowanie się polimeru podczas topnienia, to polimery amorficzne zaczynają mięknąć zaraz po przekroczeniu temperatury zeszklenia i charakteryzują się prawie stałą zmianą lepkości. Daje to bardzo duży zakres temperatur, które można stosować w procesie przetwórstwa tworzywa, ale również dużą zmianę lepkości wraz z temperaturą.

Przetwórstwo tworzyw acetalowych


Natomiast polimery krystaliczne pozostają w stanie stałym aż do osiągnięcia punktu topnienia, po czym natychmiast przechodzą w stan ciekły przy podwyższeniu temperatury. Ogranicza to zakres temperatur, które można stosować do przetwarzania tworzywa pomiędzy fazą tworzywa niestopionego a jego rozkładem termicznym.

Drugim czynnikiem różnicującym jest czas, podczas którego tworzywo pozostaje w temperaturze przetwarzania. W przypadku wszystkich polimerów, molekuły mogą wytrzymać pewien czas w określonej temperaturze zanim rozpocznie się proces degradacji. Oczywiście ten dopuszczalny limit czasowy staje się krótszy wraz ze wzrostem temperatury.

Rozkład tworzywa acetalowego powoduje powstawanie gazów, które są przyczyną tworzenia się pęcherzyków w roztopionym tworzywie, deformacji detali, powstawanie osadu na formie oraz żółtych i brązowych śladów na produkowanych detalach.

Średni czas przebywania tworzywa we wtryskarce jest związany z ilością polimeru w cylindrze, gramaturą wtrysku oraz czasem cyklu.

Przy skoku ślimaka wynoszącym 1 średnicę (niewielki wtrysk) i czasie cyklu trwającym 1 minutę (bardzo długi cykl), średni czas przebywania tworzywa we wtryskarce wynosi 8 minut. Zgodnie z krzywą rozkładu tworzywo acetalowi powinno zachować wystarczającą stabilność przy wtrysku dla powyższego czasu przebywania w temperaturze 240 st. C. Niektórzy przetwórcy wykonywali udane formowanie tworzywa w wymienionej temperaturze.

Przy zalecanej temperaturze stopu wynoszącej 215 st. C, maksymalny czas przebywania tworzywa we wtryskarce wynosi ponad 30 minut i tworzywo zachowuje termiczną stabilność nawet przy takich ekstremalnych warunkach.
Istnieją trzy główne potencjalne przyczyny rozkładu.

Po pierwsze, chodzi o tworzywo uwięzione w strefach zalegania. W przypadku wtryskarek, uwięzione roztopione tworzywo może zalegać przez bardzo długi czas i będzie podlegać procesowi rozkładu. W związku z tym cała wtryskarka (ślimak, zawór zwrotny, adapter, dysza oraz grzane kanały) powinna być skonstruowana w sposób umożliwiający wyeliminowanie miejsc zalegania tworzywa.

Po drugie, chodzi o tworzywo przyklejające się do rozgrzanej stali. Z uwagi na dużą lepkość polimerów, prędkość ich przepływu w pobliżu stalowych elementów wtryskarki (ślimak, zawór zwrotny, adapter, dysza oraz grzane kanały) jest prawie równa zeru, a czas zalegania tworzywa wydłuża się prawie do nieskończoności - wszyscy przetwórcy dobrze wiedzą ile zajmuje wymiana kolorów we wtryskarce. Podczas gdy wewnątrz cylindra roztopione tworzywo jest usuwane przez ślimak i zawór, w obrębie pozostałych miejsc tworzywo będzie przylegać do ścianek w tych obszarach. Aby wytrzymać bardzo długi czas zalegania, stal stykająca się z tworzywem powinna być utrzymywana w temperaturze niższej niż 190 st. C.

Trzecim przypadkiem jest rozkład chemiczny. Zanieczyszczenia, np. PVC, tworzywa zawierające środki uniepalniające, tworzywa wydzielające kwasy powodują przyspieszenie rozkładu stopionego tworzywa we wtryskarce. Należy zauważyć, że składniki form z miedzi lub stopów miedzi nie powodują żadnego rozkładu i są stosowane bez żadnego problemu od wielu lat.

Korzystano m.in. z materiałów firmy DuPont.


brak
Biznes Start

DuPont Poland Sp. z o.o.

Tworzywa konstrukcyjne, elastomery termoplastyczne, elastyczne folie, tworzywa, farby drukarskie