Od Czego Zależy Temperatura Wtryskiwania?
08 października 2022
Tworzywa termoplastyczne, jak mówi sama nazwa, można wielokrotnie przetwarzać lub kształtować poprzez zmiany temperatury, którym towarzyszy zmiana właściwości mechanicznych (sztywności). Zmieniając temperaturę można wymuszać ruchliwość makrocząsteczek, które tworzą strukturę polimeru i w ten sposób zmieniać ich kształt.
Jednak występuje tu bardzo ważny podział, o którym pisaliśmy już w artykule „Temperatura a właściwości tworzyw”. Otóż co tak naprawdę determinuje stosowanie danej temperatury przetwórstwa i jaką wybrać dla danego tworzywa? Oczywiście bezwzględnie należy stosować się do zaleceń producenta tworzywa. Dotyczy to wszystkich aspektów przygotowania i pracy z powierzonym materiałem. Jednak w wielu przypadkach nie mamy takich informacji i dlatego należy zwrócić uwagę na kilka ważnych kwestii z tym związanych:
- Koniecznie ustalić z jakim tworzywem mamy do czynienia. Czy jest to tworzywo amorficzne, które nie posiada konkretnej temperatury topnienia a jedynie temperaturę zeszklenia Tg powyżej, której zaczyna się stopniowo, wraz ze wzrostem temperatury, robić plastyczne, plastyczno – płynne i płynne. Obserwowane dla tej grupy tworzyw zmiany płynięcia są stopniowe wraz ze wzrostem temperatury. Czy może przetwarzamy tworzywo częściowo krystaliczne, które posiada temperaturę topnienia Tm (rozpad fazy krystalicznej), podawaną zresztą w kartach charakterystyki. Jednak nich nas nie zmyli fakt, że od tej wartości możemy zacząć przetwórstwo tworzyw częściowo krystalicznych. Jest to tylko wartość identyfikująca dane tworzywo, a początek zakresu temperatury przetwórstwa jest kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt stopni Celsjusz wyżej. Dla niektórych tworzyw zakres temperatury, w której można je przetwarzać sięga nawet 120 o Świadczy o tym wysoka odporność termiczna i równie wysoka temperatura degradacji termicznej w odniesieniu do temperatury topnienia czy temperatury Tg. (np. PP, PE i PS).
- Często sięgamy po przemiały lub regranulaty co jest jak najbardziej wskazane. Jednak w przypadku tego rodzaju tworzyw musimy zwrócić szczególną uwagę na temperaturę ich przetwarzania, w szczególności, gdy nie znamy ich pochodzenia. Musimy pamiętać, że są to tworzywa już raz lub w przypadku regranulatów dwa razy poddane przetwarzaniu. Każde przetwórstwo powoduje fizyczną degradację tworzywa, a przy zakupie tego typu materiałów z zewnętrz musimy mieć ograniczone zaufanie co do ich jakości i powtarzalności. Dlatego dobrze jest współpracować z jednym dostawcą regranulatów.
- Dodatki stosowane do przetwórstwa. Bardzo często oprócz materiału przetwarzanego dodajemy do pierwotnych tworzyw różnego rodzaju dodatki funkcjonalne, których zadaniem jest modyfikacja właściwości przetwarzanego tworzywa pod kątem uzyskania konkretnych cech fizycznych formowanej wypraski lub profilu. Pomimo tego, że często są to bardzo małe udziały procentowe (0,5-4%) to ustawiając zbyt dużą temperaturę przetwórstwa możemy spowodować degradację samego dodatku lub tworzyw, które jest nośnikiem tego dodatku, jeśli jest dodawany w formie tzw. przedmieszki (masterbatch). Chodzi tu głównie o dodatki barwiące oraz inne funkcjonalne, których temperatura rozkładu może być niższa niż temperatura przetwórstwa tworzywa.
- Należy ostrożnie wybierać temperaturę wtrysku przy stosowaniu dodatków, których rozkład termiczny może zacząć się w układzie uplastyczniającym podczas uplastyczniania. Należą do nich spieniacze (porofory) chemiczne oraz środki uniepalniające. Ustawienie zbyt wysokiej temperatury może spowodować nadmierny rozkład tych substancji co w przypadku poroforów będzie skutkowało bardzo dużymi porami w strukturze wypraski a w przypadku uniepalniaczy może spowodować termiczny rozkład już na etapie przetwórstwa i słabsze działanie ich w uformowanej wyprasce.
- Kolejnym ważnym czynnikiem, na który należy zwrócić uwagę jest kształt i wielkość wypraski oraz średnia grubość ścianki. W wypraskach cienkościennych o długich drogach płynięcia od punktu wtrysku (przewężki) do końca drogi przepływu, może dochodzić do znacznego wzrostu temperatury wywołanej samym przepływem (ścinaniem) oraz tarciem tworzywa o ścianki firmy wtryskowej. W takich przypadkach należy wybierać tworzywa lepiej płynące (o większym wskaźniku szybkości płynięcia MFI) oraz zwracać uwagę na profilowanie prędkości wtrysku w fazie wypełniania, aby nie doprowadzić do zdegradowania tworzywa lub zastosowanych dodatków w formie wtryskowej.
- Dla wyprasek grubościennych, gdzie opory przepływu są relatywnie małe można śmiało stosować niższe wartości temperatury wtrysku. Warunkiem jest uzyskanie poprawnego laminarnego przepływu i uniknięcie wad spowodowanych zazwyczaj małą prędkością przepływającego strumienia i chłodną formą.