Wtryskiwanie tworzyw amorficznych

Transkrypt

1 Wtryskiwanie tworzyw amorficznych

2 ciśnienie wewnętrzne p max p z1 p z2 t zf t w t d2 t d3 t d1 t ch p z3 p s1 p s2 p s3 czas cyklu wtryskowego Wykres ciśnienia panującego w gnieździe formującym podczas cyklu wtryskowego przy zmienianym czasie docisku p max - maksymalne ciśnienie wtrysku t z - czas zamykania formy, t w - czas przesuwu tłoka do przodu, t d1, t d2, t d3, - zmieniany czas docisku, p z1, p z2, p z3, - ciśnienie zasklepiające dla czasów docisku, odpowiednio: t d1, t d2, t d3, p z1, p z2, p z3, - ciśnienie szczątkowe dla czasów docisku, odpowiednio: t d1

3 Wykres stanu ilustrujący zmiany podczas stygnięcia tworzyw (pod stałym ciśnieniem) A amorficznych SK semikrystalicznych K krystalicznych

4 0,6 poliwęglan ABS efekt cieplny, 10x mw/mg 0,4-0,1-0,2-0,3-0,4-0,5-0, temperatura, 0 C Przykładowe krzywe DSC tworzyw amorficznych: poliwęglanu i ABS

5 20 PP_cz PP_X1 PP_X2 PP_X3 efekt cieplny, mw/mg 10 0 chłodzenie -10 ogrzewanie temperatura, 0 C Porównanie krzywych DSC (zmiana temperatury topnienia i krzepnięcia) próbek polipropylenu z dodatkiem, odpowiednio: 0,00 (cz); 0,02 (X1); 0,04 (X2); 0,06 (X3) % mas. benzoesanu sodu (nukleant)

6 Morfologia polipropylenu nienukleowanego (z lewej) i nukleowanego (z prawej)

7 Porównanie zależności entalpii właściwej amorficznego tworzywa (PS) z semikrystalicznymi (HDPE i PP) od temperatury, p = 1 MPa

8 = π g tch 2 2 a p ln 4 π ϑ ϑˆ m e - - ϑ ϑ w w t k szacowany czas chłodzenia g grubość wtryskiwanej kształtki a p dyfuzyjność cieplna tworzywa: c p ciepło właściwe tworzywa λ przewodnictwo cieplne tworzywa ρ gęstość tworzywa λ ap= cp ρ ϑ m ϑ ˆϑ w e temperatura wtryskiwanego tworzywa średnia temperatura ścianki temperatura rdzenia wypraski wypychanej z formy

9 Oznaczenia wypraski do wzoru do obliczania czasu chłodzenia w formie

10 Rozkład temperatury w wyprasce polistyrenowej przed i po wyjęciu z formy

11 Zależność czasu chłodzenia wyprasek kopolimerów styrenowych (ABS, SAN) od grubości wypraski; T f temperatura formy, T m temperatura wtrysku, 0 C

12 Zależność czasu chłodzenia wyprasek PA6 i PA66 od grubości wypraski T f temperatura formy, T m temperatura wtrysku, 0 C

13 Wpływ parametrów wtryskiwania na skurcz wyprasek Zwiększenie wartości parametru Ciśnienie wtrysku Szybkość wtrysku Ciśnienie docisku Temperatura wtrysku Temperatura formy Siła zwarcia formy Grubość ścianki Temperatura wypraski w momencie wypychania Czas chłodzenia Przekrój przewężki Liczba przewężek Czas otwarcia formy Wpływ na skurcz (zazwyczaj) (mniejszy efekt) do chwili zablokowania przewężki możliwe może, zazwyczaj

14 Wpływ wybranych parametrów wtrysku na skurcz wyprasek

15 Wpływ temperatury wtrysku (1) Temperatura wtrysku ma dwukierunkowy wpływ na skurcz prasowniczy: wpływ rosnący na kontrakcję objętości stopu polimerowego (A) podwyższenie temperatury wtrysku powoduje zmniejszenie lepkości stopu, a przez to stratę ciśnienia w formie, a przez to lepsze odwzorowanie geometrii gniazda (B)

16 Wpływ temperatury formy (2) Temperatura ścianki formy ma istotny wpływ na skurcz i przejawia się przez ułatwienie w wyższej temperaturze procesu wypełniania gniazda, krystalizacji (dla polimerów semikrystalicznych) zmniejszenie naprężeń wewnętrznych. Wyższa temperatura formy, przez ułatwienie procesu krystalizacji, ma znacznie większy wpływ na skurcz tworzyw semikrystalicznych niż amorficznych. Wpływ szybkości wtrysku (3) Duża szybkość wtrysku powoduje silną orientację stopu w trakcie wypełniania, co wywołuje większy skurcz. Przy mniejszej szybkości wtrysku utrudnione wypełnianie gniazda, związane z chłodzeniem wolno płynącego stopu w gnieździe powoduje gorsze odwzorowanie gniazda i większe straty ciśnienia wtrysku przez co następuje zwiększenie skurczu.

17 Wpływ ciśnienia docisku (4) Ciśnienie docisku ma duży wpływ na skurcz zarówno tworzyw amorficznych, jak i semikrystalicznych. Zależność ta ma charakter malejący, o asymptotycznym charakterze w części dla większych wartości ciśnienia docisku. Dla optymalnej konstrukcji układu wlewowego oraz wypraski, zwiększenie ciśnienia docisku może spowodować zmniejszenie skurczu semikrystalicznych polimerów do ok. 0,5 %. Dla tworzyw amorficznych można zmniejszyć potencjalnie skurcz do ok. 0,2 %. Wpływ czasu docisku (5) Czas docisku ma podobny wpływ na skurcz jak ciśnienie docisku. Podczas docisku następuje schładzanie stopu w gnieździe formującym i towarzyszące mu zmniejszenie objętości tworzywa. Może ono być skompensowane przez dodatkowe dopełnienie gniazda stopem z tzw. poduszki resztkowej, znajdującej się w przedniej części cylindra reszty tworzywa pochodzącej z nadmiaru skoku wtrysku. Wpływ czasu docisku jest mniejszy dla tworzyw amorficznych, dla których kontrakcja objętości jest mniejsza niż dla semikrystalicznych, a przez to uzupełnienie ubytku objętości wypraski nie jest tak znaczące. Należy tu wspomnieć o tym, że to dopełnianie gniazda następuje tylko do momentu aż wlewek nie ulegnie zasklepieniu. Wówczas przedłużanie czasu docisku nic nie daje dla zmniejszenia skurczu, powoduje tylko nadmierne obciążenie wypraski i wydłużenie czasu cyklu wtryskowego. W związku z tym grubość i przekrój wlewka powinien być zależny od grubości kształtki.

18 Wpływ parametrów wtryskiwania na skurcz wyprasek Zwiększenie wartości parametru Zawartość napełniacza Rodzaj napełniacza Temperatura otoczenia Wilgotność otoczenia Wymuszony ruch powietrza Wpływ na skurcz ; zazwyczaj

19 Ślimaki tzw. uniwersalne przeznaczone do tworzyw amorficznych (A) i krystalicznych (K)

20 Zalecana geometria wtryskowych ślimaków do wybranych tworzyw termoplastycznych Wymiary ślimaka, mm PVC-U PS HI PE LD PE HD PA 6 CA/B Średnica, D Długość całkowita, L/D Długość strefy zasilania, L z /D Długość strefy sprężania L s /D Długość strefy dozowania, L d /D Głębokość kanału w strefie 5,1 3,6 3,2 3,9 3,2 3,2 dozowania, h d Głębokość kanału w strefie 15,2 15,2 15,2 16,5 16,5 16,5 zasilania, h z

21 Ślimak wtryskowy z odgazowaniem: 1. lej zasypowy 6. otwór odgazowania 2. strefa zasilania 7. II strefa sprężania 3. strefa sprężania 8. II strefa dozowania 4. strefa dozowania 9. zawór zwrotny 5. strefa dekompresji

22 Zależność dopuszczalnej temperatury stopu (wtrysku) od objętości jednorazowego wtrysku (czasu przebywania stopu w cylindrze wtryskowym)

23 Ogólne zalecenia dla wtrysku tworzyw amorficznych Temperatura cylindra powinna zapewnić odpowiednią lepkość stopu, co zapewnia uzyskanie niewielkich naprężeń ścinających i własnych wypraski. Z tą wielkością związany jest czas przebywania tworzywa w cylindrze, który powinien się mieścić pomiędzy 4 8 min. Temperatura formy jest zwykle znacznie niższa niż dla krystalicznych, gdyż zestalenie ma tutaj inny charakter. Musimy tu osiągnąć kompromis pomiędzy wyglądem wypraski: jej połyskiem, brakiem linii łączenia a czasem chłodzenia, który zwykle ogranicza wydajność procesu. Duże różnice temperatury pomiędzy stopem a formą (zbyt niska temperatura formy) oznaczają zwykle także pogorszenie wytrzymałości przez zamrożenie naprężeń pomiędzy silnie zorientowanymi warstwami. Szybkość wtrysku, gdy jest zbyt mała może doprowadzić do powstania niedolewów, zaś zbyt duża - pogorszenie wytrzymałości przez zamrożenie naprężeń pomiędzy silnie zorientowanymi warstwami. Ogólnie te tworzywa są mniej wrażliwe na zbyt małą szybkość wtrysku niż semikrystaliczne. Ważne jest także programowanie szybkości wtrysku. Ciśnienie uplastyczniania zwykle 5 do 10 % ciśnienia wtrysku ułatwia odpowietrzenie i upakowanie podawanego do przedniej części cylindra stopu. Ważna jest tu także dekompresja po zadozowaniu, zwłaszcza przy stosowaniu otwartych dysz.

24 Ogólne zalecenia dla wtrysku tworzyw amorficznych Ciśnienie wtrysku powinno zapewnić odpowiednie wypełnienie gniazda bez jego przeładowania i powstania dużych naprężeń własnych w wyprasce. Ważny jest także punkt przełączenia na docisk Ciśnienie oraz docisk mają istotny wpływ na uzyskanie dobrych, niezapadniętych wyprasek, o małych naprężeniach własnych. Tworzywa amorficzne nie wymagają tak długich czasów docisku jak semikrystliczne. Szybkość obrotów ślimaka ma istotny wpływ na czas cyklu wtryskowego. Ale zbyt duża prędkość obwodowa ślimaka to możliwość przegrzania stopu, zwłaszcza tego o dużej lepkości. Do takich należy wiele tworzyw amorficznych: PMMA, PC, PVC Zwykle powinna się ona mieścić pomiędzy 0,05 i 0,2 m/s Poduszka - dla tworzyw amorficznych jest ona mniejsza niż dla semikrystalicznych (mniejszy skurcz podczas chłodzenia).

25 Wtryskiwanie tworzyw krystalicznych

26 Wykres stanu ilustrujący zmiany podczas stygnięcia tworzyw (pod stałym ciśnieniem) A amorficznych SK semikrystalicznych K krystalicznych

27 20 PP_cz PP_X1 PP_X2 PP_X3 efekt cieplny, mw/mg 10 0 chłodzenie -10 ogrzewanie temperatura, 0 C Porównanie krzywych DSC (zmiana temperatury topnienia i krzepnięcia) próbek polipropylenu z dodatkiem, odpowiednio: 0,00 (cz); 0,02 (X1); 0,04 (X2); 0,06 (X3) % mas. benzoesanu sodu (nukleant)

28 A) B) C) D) Rys. 2. Zdjęcia SEM przełomów wyprasek badanych kompozycji polipropylenowych (powiększenie 5000x) A) polipropylen bez dodatku nukleantów (ipp) B) kompozycja z dodatkiem nukleanta C) kompozycja z dodatkiem modyfikowanego bentonitu

29 Tabela 1. Krystaliczność wybranych termoplastów Rodzaj polimeru Polipropylen izotaktyczny (PPi) PP o dużej zawartości PPa Polietylen dużej gęstości (HD PE) Polietylen małej gęstości (LD PE) Politereftalan etylenu (PET) Politereftalan butylenu (PBT) Poliamid 6 (PA 6) Gęstość fazy krystalicznej, g/cm 3 Gęstość fazy amorficznej, g/cm 3 Stopień krystaliczności, % Średnia gęstość, g/cm 3 0,937 0, , ,896 1,001 0, ,950 1,001 0, ,920 1,455 1, , ,30 1,30 1, ,13

30 Zależność entalpii właściwej wybranych krystalicznych polimerów porównanych z PTFE (p= 0,1 MPa)

31 Dla tworzyw krystalicznych, dla wyprasek cienkościennych z przewężkami o małych przekrojach zalecane jest umiarkowane ciśnienie docisku. Jednakże dla wyprasek grubościennych z przewężkami o dużych przekrojach zalecane są długie czasy i duże ciśnienia docisku. Ma to zapobiec tworzeniu się zapadnięć przez uzupełnianie stopu w gnieździe formującym w tej fazie. Poduszka resztkowa powinna być dla polimerów krystalicznych większa nominalnie 3 10 (12) mm. Należy przy tym pamiętać, że zwiększenie poduszki oznacza wydłużenie czasu przebywania stopu w wysokiej temperaturze (płynięcia) i możliwość częściowej jego degradacji lub przebarwienia.

32 Wpływ temperatury wtrysku (stopu) na czas docisku POM (homopolimer) w formie

33 Wpływ temperatury wtrysku (stopu) na dopuszczalny czas przebywania POM (homopolimer) w cylindrze wtryskarki

34 Wygrzewanie tworzyw po wtrysku w celu stabilizacji ich wymiarów i relaksacji naprężeń własnych Temperatura w pobliżu temperatury Vicata danego tworzywa Czas 30 min + 5min na każdy mm grubości wypraski Medium powietrze lub inertna ciecz (olej) Chłodzenie po wygrzewaniu powolne aż do osiągnięcia bezpiecznej temperatury (zazwyczaj kilkadziesiąt stopni poniżej temperatury wygrzewania Należy unikać przegrzewania i skoków temperatury Wypraski nie powinny się ze sobą stykać lub dotykać ścianek łaźni lub suszarki Aby uniknąć deformacji wypraski mogą one być mocowane w uchwytach

35 Przykład ilustrujący wpływ dodatków na czas krystalizacji PA 66 w formie wtryskowej

36 Poniżej podano szybkość krystalizacji poliestrów nasyconych dla wyprasek o grubości do 3 mm, które posłużą do dobrania czasu docisku tych tworzyw:

37 Zależność skurczu nienapełnionego PBT od grubości wypraski

38 Wpływ czasu wtrysku (wypełniania) gniazda na udarność krystalicznego tworzywa na przykładzie POM

39 Wpływ obwodowej ślimaka na udarność krystalicznego tworzywa na przykładzie POM

40 Przeliczanie prędkości obrotowej ślimaka na obwodową zależnie od jego średnicy

41 Wpływ wybranych parametrów wtrysku na skurcz wyprasek

42 Wpływ temperatury wtrysku (1) Temperatura wtrysku ma dwukierunkowy wpływ na skurcz prasowniczy: wpływ rosnący na kontrakcję objętości stopu polimerowego (A) podwyższenie temperatury wtrysku powoduje zmniejszenie lepkości stopu, a przez to stratę ciśnienia w formie, a przez to lepsze odwzorowanie geometrii gniazda (B)

43 Wpływ temperatury formy (2) Temperatura ścianki formy ma istotny wpływ na skurcz i przejawia się przez ułatwienie w wyższej temperaturze procesu wypełniania gniazda, krystalizacji (dla polimerów semikrystalicznych) zmniejszenie naprężeń wewnętrznych. Wyższa temperatura formy, przez ułatwienie procesu krystalizacji, ma znacznie większy wpływ na skurcz tworzyw semikrystalicznych niż amorficznych. Wpływ szybkości wtrysku (3) Duża szybkość wtrysku powoduje silną orientację stopu w trakcie wypełniania, co wywołuje większy skurcz. Przy mniejszej szybkości wtrysku utrudnione wypełnianie gniazda, związane z chłodzeniem wolno płynącego stopu w gnieździe powoduje gorsze odwzorowanie gniazda i większe straty ciśnienia wtrysku przez co następuje zwiększenie skurczu.

44 Wpływ ciśnienia docisku (4) Ciśnienie docisku ma duży wpływ na skurcz zarówno tworzyw amorficznych, jak i semikrystalicznych. Zależność ta ma charakter malejący, o asymptotycznym charakterze w części dla większych wartości ciśnienia docisku. Dla optymalnej konstrukcji układu wlewowego oraz wypraski, zwiększenie ciśnienia docisku może spowodować zmniejszenie skurczu semikrystalicznych polimerów do ok. 0,5 %. Dla tworzyw amorficznych można zmniejszyć potencjalnie skurcz do ok. 0,2 %. Wpływ czasu docisku (5) Czas docisku ma podobny wpływ na skurcz jak ciśnienie docisku. Podczas docisku następuje schładzanie stopu w gnieździe formującym i towarzyszące mu zmniejszenie objętości tworzywa. Może ono być skompensowane przez dodatkowe dopełnienie gniazda stopem z tzw. poduszki resztkowej, znajdującej się w przedniej części cylindra reszty tworzywa pochodzącej z nadmiaru skoku wtrysku. Wpływ czasu docisku jest mniejszy dla tworzyw amorficznych, dla których kontrakcja objętości jest mniejsza niż dla semikrystalicznych, a przez to uzupełnienie ubytku objętości wypraski nie jest tak znaczące. Należy tu wspomnieć o tym, że to dopełnianie gniazda następuje tylko do momentu aż wlewek nie ulegnie zasklepieniu. Wówczas przedłużanie czasu docisku nic nie daje dla zmniejszenia skurczu, powoduje tylko nadmierne obciążenie wypraski i wydłużenie czasu cyklu wtryskowego. W związku z tym grubość i przekrój wlewka powinien być zależny od grubości kształtki.

45 A p= 0,1 MPa p= 10 MPa Objętość właściwa F E D C B p= 100 MPa p= 250 MPa p= 500 MPa T wypchnięcia Temperatura T wtrysku Przedstawienie przemian zachodzących podczas cyklu wtryskowego na wykresie pvt, dla wtryskarki nie posiadającej regulacji ciśnienia wewnętrznego (bez optymalizacji). A-B - wtrysk stopu do formy, B-C -faza docisku, C-D - faza wyładowania stopu z gniazda (po odjeździe cylindra), D-E-F - schłodzenie wypraski w formie (po zasklepieniu wlewka)

46 Przedstawienie przemian zachodzących podczas cyklu wtryskowego na wykresie pvt dla wtryskarek z regulowanym ciśnieniem wewnętrznym - po optymalizacji A-B - wtrysk stopu do formy, B-C -faza docisku (izobaryczna), C-D - chłodzenie ciekłej wypraski w formie (przemiana izochoryczna), D-E- - schłodzenie wypraski w formie - przemiana izobaryczna (po zasklepieniu wlewka) A p= 0,1 MPa p= 10 MPa Objętość właściwa E D C B p= 100 MPa p= 250 MPa p= 500 MPa T wypchnięcia Temperatura T wtrysku

47 Wtrysk z kontrolowanym ciśnieniem wewnętrznym (widoczny moment adaptacji systemu)

48 Wtryskiwanie tworzyw napełnionych i wzmocnionych

49 Wyjaśnienie efektu wzmocnienia w kompozytach polimerowych na podstawie teorii mieszania (kompozycji) gdzie: σ c σ c, σ p, σ f = σ p φ p + σ f φ f ε ε t o wytrzymałość (np. na rozciąganie), odpowiednio: kompozytu, polimeru lub włókna, MPa σ p, σ f zawartość w kompozycie odpowiednio: polimeru lub włókna, % obj. ε t współczynnik zależny od stopnia pokrycia włókna polimerem (0,0-1,0) ε o współczynnik zależny od orientacji włókna w kierunku pomiaru wytrzymałości (0,2-1,0) ponieważ σ >>, f σ p to σ c σ f φ f ε t ε o

50 Zależność efektu wzmocnienia od długości włókien kompozytach polimerowych gdzie: L kr = σc 2σ τ D f L kr krytyczna długość włókna, tzn. minimalna, przy której występuje efekt wzmocnienia D f średnica włókna wzmocnienia σ c wytrzymałość na rozciąganie σ τ wytrzymałość na ścinanie na granicy faz włókno polimer Wynika stąd więc, że długość włókna wymagana do wzmocnienia jest odwrotnie proporcjonalna do jego średnicy i proporcjonalna do stosunku obu naprężeń. Z tego punktu widzenia powinno się więc stosować bardzo cienkie włókna, gdyż im mniejsza średnica włókna tym łatwiej osiągnąć wzmocnienie nawet przy bardzo krótkim włóknie. Podczas przetwórstwa bowiem, w trakcie przepływu tworzywa przez kanał ślimakowy, może następować pękanie i skracanie włókien. Dotyczy to zwłaszcza polimerów poddawanych recyklingowi mechanicznemu. Jednakże cienkie włókna łatwiej ulegają pękaniu podczas przetwórstwa. W związku z tym konieczny jest kompromis uwzględniający oba te przeciwnie działające efekty.

51 W trakcie wtryskiwania tworzyw wzmocnionych włóknami szklanymi (bardzo twardymi i kruchymi) należy zwrócić uwagę na następujące ważne elementy: do wtrysku używać tylko maszyn o odpowiednio utwardzonej powierzchni roboczej narzędzi (zwłaszcza dotyczy to ślimaka) pamiętać o konieczności stosowania ostrzejszych parametrów wtryskiwania, (związane jest to z większą lepkością wtryskiwanego materiału): większego ciśnienia wtryskiwania i wyższej temperatury wtrysku mniejszych prędkości obrotowych ślimaka z uwagi na obawę łamania kruchych włókien (szklanych i jeszcze bardziej kruchych węglowych) bardziej odporne na te efekty są włókna organiczne np. celulozowe, bawełniane itp. mniejszych szybkości wtrysku, z uwagi na większą tendencję takiego tworzywa do orientacji (przykłady podane będą później) wyższej temperatury formy krótszego czasu chłodzenia zwłaszcza dla tworzyw semikrystalicznych (wyjaśnienie tego efektu omówimy na następnych przeźroczach) mniejszych zbieżności ścianek wypraski: mniejszy skurcz, ale kształtka teraz jest sztywniejsza

52 Zależność czasu chłodzenia wyprasek PA6 i PA66 od grubości wypraski T f temperatura formy, T m temperatura wtrysku, 0 C

53 Porównanie czasu chłodzenia wyprasek z PA 6 z wybranymi dodatkami

54 Przekrój przez płytkę wtryskiwaną z PP wzmocnionego włóknem szklanym W warstwie przyściennej widoczna orientacja w kierunku równoległym do kierunku wtrysku, w rdzeniu ułożenie jest prostopadłe do kierunku płynięcia

55 Przekrój przez płytkę wtryskiwaną z PP wzmocnionego włóknem szklanym (inny przykład) W warstwie przyściennej widoczna orientacja w kierunku równoległym do kierunku wtrysku, w rdzeniu ułożenie jest prostopadłe do kierunku płynięcia

56 Skurcz w kierunku równoległym i prostopadłym do wtrysku PA6 wzmocnionego 35 % włókna szklanego

57 łańcuch pętla cząstka napełniacza centra aktywne cząstka napełniacza Zdjęcie z mikroskopu polaryzacyjnego kompozytu PP-włókno celulozowe z dodatkiem maleinowanego PP (widoczna nukleacja sferolitów na ściance włókna)

58 Ilustracja nukleującego wpływu talku na krystalizację polimeru w kompozycie PP-talk w czasie: a 0,5; b 7,5; c 31 oraz d 38 min (po lewej stronie zdjęcia PP nienapełniony)

59 Ilustracja płynięcia stopu termoplastu w gnieździe formującym

60 Efekty występujące przy różnej szybkości wtrysku tworzywa do gniazda

61 Ilustracja zachowania się podczas wtrysku i skurczu tworzywa wzmocnionego włóknem (A) i polimeru z dodatkiem włókien i napełniaczy proszkowych (B)

62 skurcz, 10x% ułamek objętościowy miki Wpływ dodatku miki na skurcz prasowniczy kompozytu PP

63 PP-K, podłużny PP-K, poprzeczny PP, podłużny PP, poprzeczny skurcz, % czas docisku, s Wpływ czasu docisku podczas wtrysku PP nienapełnionego i kompozytu PP-40 % kredy (PP-K) na skurcz poprzeczny i podłużny

64 włókno szklane paczenie, mm mika zawartość napełniacza, phr Wpływ rodzaju i zawartości napełniacza w kompozycie PP na paczenie kształtek wtryskowych

65 stopień krystaliczności, % Zależność sporządzona na przykładzie: kredy, mączki marmurowej, dolomitowej, bentonitu, perlitu i kaolinu zawartość napełniacza, % Zależność stopnia krystaliczności PE od zawartości napełniacza

66 pik temperatury krystalizacji, 0 C talk ułamek objętościowy napełniacza Zależność piku temperatury krystalizacji PE od zawartości i rodzaju napełniacza

67 szybkość krystalizacji, t 1/2 temperatura, 0 C Zależność szybkości krystalizacji PET od temperatury i zawartości napełniacza

68 rozmiary sferolitów, µm kreda marmur % objętościowy napełniacza Zależność rozmiarów krystalitów PE od rodzaju i zawartości napełniacza

69 rozmiary sferolitów, µm 20 %mas. 10 % mas. 2 % mas. 0 % mas. czas, min Zależność rozmiarów krystalitów PP od czasu i zawartości CaCO 3

70 Ilustracja nukleującego wpływu talku na krystalizację polimeru w kompozycie PP-talk w czasie: a 0,5; b 7,5; c 31 oraz d 38 min (po lewej stronie zdjęcia PP nienapełniony)

71 amorficzny ziarno talku pow. międzyfazowa krystalit pow. ziarno talku międzyfazowa amorficzny Schemat struktury semikrystalicznego PE LD napełnionego talkiem

72 Przekrój przez wypraskę kompozytu polimerowo-włóknistego

73 Linie łączenia tworzyw napełnionych Kłopoty mogą powstawać gdy wypraski mają otwory i/lub kilka wlewków. Gorący stop musi wówczas opłynąć rdzeń dzieląc się na dwa lub więcej strumieni. Następnie strumienie łączą się dając linie łączenia. Stanowią one osłabienie wypraski, gdyż przed frontem stopu porusza się powietrze, a także często resztki środków ślizgowych, obce zanieczyszczenia. Dodatkowo czoło schładza się, co powoduje powstanie zimnych połączeń. Utrata wytrzymałości dla tworzyw nienapełnionych sięga przynajmniej 15 %, zaś dla wzmocnionych nawet %. Połączenie może powstać także przy równoległym ułożeniu strumieni. Dokładniej omówimy to na kolejnych przykładach

74 Kierunek płynięcia określa kształt wypraski i umieszczenie wlewka. Linie płynięcia mogą być utworzone ze strumieni płynących naprzeciwko siebie (A po angielsku: weld). Inne linie łączenia powstają przy równoległym ułożeniu strumieni (B po angielsku: meld). Linie łączenia typu B mają mniejszą wytrzymałość niż te typu A.

75 Miejsca, z których wycięto próbki do badań, których wyniki omówiono na następnych przeźroczach

76 Wpływ orientacji wtryskowej PA66 GF na jego wytrzymałość

77 Wpływ linii łączenia PA66 GF na jego wytrzymałość

78 Wpływ kierunku wtrysku i linii łączenia PA66 15GF na jego wytrzymałość

79 Względna wytrzymałość linii łączenia kształtek wykonanych z wybranych nienapełnionych i napełnionych polimerów Polimer Zachowana wartość wytrzymałości na rozciąganie kształtek (w %) wykonanych z polimeru o różnej zawartości włókna szklanego (% mas. GF) 0 GF 10 GF 20 GF 30 GF 40 GF Polipropylen SAN Poliwęglan Polisulfon Polifenylenosulfid Poliamid

80 Zależność wybranych właściwości od temperatury cylindra dla kompozytu PA6 30 GF

81 Charakterystyka przetwórcza termoplastycznych poliestrów z różnymi dodatkami

82 Charakterystyka przetwórcza poliamidów z różnymi dodatkami

83 Tabela 1. Zakres wpływu głównych parametrów wtryskiwania na jakość wyprasek Temperatura formy Temperatura wtrysku Maksymalne ciśnienie wewnętrzne Rodzaj parametru wtryskiwania Profil Poduszka ciśnienia wewnętrznego Czas wtrysku Czas cyklu wpływ mało istotny (w skali liczbowej: 1-4) - wpływ wyraźny (w skali liczbowej: 5-6) - wpływ bardzo znaczny (w skali liczbowej: 7-8) m dopuszczalne wyładowanie formy po wtrysku Rodzaj produktu Wypraski techniczne, drobne. Wtyczki, (cienkościenne) Odpowiedzialne kształtki techniczne; koła zębate, wałki programatorów (grubościenne) Części optyczne; soczewki Części optyczne; latarki, lusterka Drobne kształtki golarki (1x), złączki do kabli, ramki do przeźroczy Opakowania; pojemniki, nakrywki, wiadra Typowe stosowane tworzywa PA, PC, PBTP POM, PA, PBTP m, % Czas uplastyczniania 0,05-0,15 0,05-0,10 PMMA 0,10-0,20 PMMA 0,10-0,20 PS, PA 0,20-0,30 PE, PP, PS 0,50-1,00

84 Tabela 1. Zakres wpływu głównych parametrów wtryskiwania na jakość wyprasek c.d. Temperatura formy Temperatura wtrysku Maksymalne ciśnienie wewnętrzne Rodzaj parametru wtryskiwania Profil Poduszka ciśnienia wewnętrznego - wpływ mało istotny (w skali liczbowej: 1-4) - wpływ wyraźny (w skali liczbowej: 5-6) - wpływ bardzo znaczny (w skali liczbowej: 7-8) m dopuszczalne wyładowanie formy po wtrysku Czas wtrysku Czas cyklu Rodzaj produktu Kształtki medyczne strzykawki jednorazowe, pipety Części samochodowe; atrapy chłodnic, spoilery Opakowania techniczne; kasety audio video, opakowania na CD Materiały biurowe; linijki, ekierki, szablony Kształtki o różnych funkcjach; obudowy, pokrywy, skrzynki Części z PVC-U; kształtki do rur, korpusy, złączki Systemy opakowaniowe; skrzynki na butelki, opakowania transportowe Zabawki Typowe stosowane tworzywa PE, PP, PS PP, ABS, blendy PS, SAN, ABS m, % Czas uplastyczniania 0,20-0,30 0,20-0,40 0,20-0,40 PS, SAN, 0,20- CAB 0,40 PP, ABS 0,20-0,40 PVC 0,30-0,50 PE, PP 0,20-0,40 PE, PP, PS 0,30-0,40