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Volver a moler la resina

¿Por qué disminuye la resistencia superficial de un producto plástico cuando se utiliza resina molida?

¿Volver a moler la resina disminuye la resistencia estructural original del plástico? Este artículo proporciona una breve introducción a la molienda de resina.

¿Por qué disminuye la resistencia superficial de un producto plástico cuando se utiliza resina molida?

Los ingenieros se enfrentan a un desafío a la hora de incorporar resina reciclada en piezas de plástico. Cuanto más material secundario se agrega, más se degrada el plástico, reduciendo su resistencia estructural original.

También es susceptible al problema del agrietamiento del plástico, particularmente en áreas sometidas a tensión, como las posiciones de los orificios de los ganchos y los tornillos. Sin embargo, la incorporación de materiales reciclados a los plásticos plantea preocupaciones medioambientales.

¿Por qué el plástico contiene materiales secundarios reciclados que pueden reducir su resistencia? Este problema se está investigando en dos niveles.

1. Origen del material secundario reciclado

¿Cree que una empresa de moldeo por inyección de plástico debería empezar incorporando materiales secundarios? ¿Es viable utilizar materias primas para proteger el medio ambiente? No, el motivo principal es el ahorro de costes, porque los materiales secundarios son más económicos.
 
¿Espera que la fábrica de plástico utilice los mismos materiales plásticos que los pellets de plástico originales?
 
Considere este escenario: usted especifica materiales de PC de Sabic (anteriormente GE) para los gránulos de plástico, pero ¿recibirán realmente los fabricantes los materiales de PC reciclados de Sabic? ¿O podrían recolectar algún material de PC reciclado? Peor aún, ¿podrían potencialmente optar por el ABS?
 
La mezcla de materiales de PC significa que los fabricantes no pueden incorporar materiales reciclados, ya que esto resultaría en una reducción de la calidad debido a la mayor presencia de partículas de plástico de calidad inferior.
 
Otro factor de incertidumbre con los materiales reciclados es el almacenamiento. Por lo general, estos materiales reciclados no se almacenan adecuadamente y, a menudo, quedan expuestos a los elementos, incluidos el viento, el sol y la lluvia, fuera del sitio.
 
Es posible que lo hayas visto: una silla de plástico común y corriente que se deja al sol durante un período prolongado comienza a decolorarse y eventualmente se vuelve quebradiza. Este escenario le da una idea de cómo las propiedades físicas de los materiales reciclados pueden deteriorarse, dando como resultado variaciones incontrolables en la calidad.

2. La variación de los valores de MFI antes y después de la inyección de plástico.

En segundo lugar, supongamos que su proceso de inyección de plástico se realiza de forma minuciosa, asegurando la total adherencia al material de los pellets de plástico originales. Alternativamente, puedes optar por adquirir otros materiales reciclables de características similares de la misma marca.
 
Según la experiencia, el índice de flujo de fusión (MFI) de los plásticos comunes suele experimentar un aumento de aproximadamente un 20 a un 30 % antes y después del proceso de inyección de plástico. Si no está familiarizado con MFI, se refiere a la fluidez del material. Esto indica que la resistencia estructural puede disminuir después de que se expulsa el plástico.
 
En los termoplásticos, las cadenas moleculares forman parte de los cristales de polímero, que se entrelazan para contribuir a un alto nivel de resistencia estructural.
 
A medida que el plástico es comprimido y cortado por el tornillo de avance de la máquina de moldeo por inyección, las largas cadenas moleculares se rompen, lo que da como resultado cadenas más cortas y una reducción del peso molecular. Este proceso se conoce en ingeniería como escisión de cadena.
 
La fuerza del entrelazamiento entre las moléculas se debilita, lo que resulta en una disminución de la fuerza general. A medida que el precio y la disponibilidad de la resina termoplástica continúan fluctuando, es prudente maximizar el uso de la resina disponible. Una forma común de lograr esto es mediante remolido.
 
Cuando se completa un proyecto, el exceso de material y las piezas rechazadas se pueden recuperar y reutilizar como triturado. Este triturado puede mezclarse con resina nueva o usarse solo.

¿Cuáles son las consideraciones clave al volver a moler plásticos?

Cuando un material termoplástico se somete a tensión tanto térmica como mecánica, sufre un proceso conocido como "historia de calor", que resulta en debilitamiento y aumento de la fragilidad.

Tanto el historial de calor del procesamiento como el proceso de molienda en sí pueden degradar las propiedades físicas, químicas y de flujo de la resina termoplástica y de cualquier producto elaborado a partir del triturado.

La mayor preocupación con la degradación de los polímeros a menudo se atribuye a la temperatura o al historial de calor. Sin embargo, si se manipulan adecuadamente durante el procesamiento, muchas resinas pueden mantener sus propiedades físicas durante un número limitado de rectificados.

¿Cuál es la proporción óptima de material triturado a material virgen a utilizar?

La práctica estándar en la industria del moldeo es mezclar entre un 20 y un 25 por ciento o menos de material triturado con resina virgen. Sin embargo, no es raro ver un rango de 100 por ciento virgen a 100 por ciento triturado utilizado en la producción.

Pueden producirse desviaciones debido a

• Capacitación inadecuada de los manipuladores de resina.
• Calibración incorrecta del alimentador virgen o de triturado y mezcla desequilibrada de materiales.
• Cumplimiento inadecuado de la disciplina del taller o de los procedimientos establecidos.
• Establecer y seguir procedimientos adecuados en el taller y mantener la disciplina son fundamentales para evitar resultados potencialmente desastrosos.
 
Otra consideración importante es que si bien la mezcla inicial puede contener un 20 % de triturado, todas las pasadas posteriores siempre contendrán algo de la mezcla de triturado anterior. La resina de la primera pasada permanece en el suministro de resina.
 
Consulte con su proveedor de resina para determinar la cantidad de ciclos de moldeo que su resina puede soportar antes de que las propiedades comiencen a degradarse en más del 10 por ciento. Además, descubra qué propiedades tienden a mostrar signos de degradación primero.

¿Cuáles son algunos posibles problemas a tener en cuenta?

Asegúrese de que las resinas como el nailon, el policarbonato, el tereftalato de polibutileno (PBT) y el tereftalato de polietileno (PET) se sequen adecuadamente antes del procesamiento inicial.

En caso contrario, se pueden hidrolizar en el cilindro de la máquina moldeadora. Esta reacción química acorta significativamente la longitud de la cadena del polímero y conduce a su degradación. Mezclar triturado degradado con material virgen a un nivel del 25 por ciento podría tener un impacto significativo en el rendimiento y función de las piezas posteriores.

El control de la temperatura es fundamental. Procesar resina virgen a temperaturas superiores a las recomendadas es una forma segura de acelerar la degradación del polímero.

El tamaño constante de las partículas también puede ser un problema. Sin un mantenimiento regular, un molinillo puede producir una amplia gama de tamaños de gránulos, desde partículas finas parecidas al polvo hasta trozos de ¼ de pulgada o más.

Durante la plastificación o la rotación del tornillo, el tornillo no funde estos gránulos de diferentes tamaños al mismo ritmo. Esto puede potencialmente afectar las propiedades de la pieza terminada.

La repeletización puede solucionar este problema filtrando el material triturado por fusión para eliminar todos los contaminantes no plásticos. Para garantizar la estabilidad del proceso, es fundamental realizar un mantenimiento de rutina del molinillo, que incluye afilar las cuchillas, limpiar la máquina y verificar que la pantalla funcione correctamente.

¿Cuál es el mayor desafío al que se enfrenta durante el proceso de reafilado?

Según nuestra experiencia, el problema principal es la contaminación, que incluye plásticos y otros materiales extraños. Piense en la frecuencia con la que la producción se detiene debido a una punta caliente obstruida.

Un método de ahorro de costos es utilizar exclusivamente resina virgen en herramientas de canal caliente, reservando el reafilado para herramientas de canal frío. Si bien esto puede no ser factible para todos, cuando lo es, demuestra ser una estrategia exitosa.

¿Cuáles son las soluciones a estos problemas?

Considere utilizar 100% triturado en lugar de mezclarlo con resina virgen. Esto elimina los problemas potenciales mencionados anteriormente. Con este enfoque, se utiliza toda la resina virgen e se introduce el 100 por ciento del material triturado en las máquinas.


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