چرا مقاومت سطحی محصولات پلاستیکی هنگام استفاده از رزین بازیافتی کاهش می‌یابد؟

استفاده از رزین بازیافتی در قطعات پلاستیکی چالش‌هایی را برای مهندسان ایجاد می‌کند. افزودن مواد ثانویه بیشتر می‌تواند منجر به تخریب بیشتر پلاستیک، کاهش استحکام ساختاری اصلی آن و افزایش خطر ترک خوردگی، به ویژه در نواحی پر تنش مانند قلاب‌ها و سوراخ‌های پیچ شود. با وجود این مسائل، ترکیب مواد بازیافتی در پلاستیک برای پایداری محیط زیست بسیار مهم است.

اما چرا استفاده از مواد ثانویه بازیافتی، استحکام پلاستیک‌ها را کاهش می‌دهد؟ این سوال را می‌توان در دو سطح بررسی کرد.

۱. منشأ مواد ثانویه بازیافتی

اول، آیا قالب‌گیران تزریق پلاستیک باید از مواد ثانویه استفاده کنند؟ در حالی که حفاظت از محیط زیست یک نگرانی است، صرفه‌جویی در هزینه اغلب انگیزه اصلی است، زیرا مواد ثانویه ارزان‌تر هستند. اما آیا این کارخانه‌ها از همان نوع مواد بازیافتی مانند گلوله‌های پلاستیکی اصلی استفاده می‌کنند؟ به عنوان مثال، اگر گلوله‌های اصلی از مواد PC Sabic (که قبلاً GE بود) هستند، آیا تولیدکنندگان در واقع از مواد بازیافتی PC Sabic استفاده می‌کنند، یا از هرگونه مواد بازیافتی PC موجود استفاده می‌کنند، یا حتی ABS را با آن مخلوط می‌کنند؟ هرچه درجه گلوله‌های پلاستیکی بالاتر باشد، استفاده از مواد بازیافتی برای تولیدکنندگان مناسب‌تر نیست، زیرا این ممکن است منجر به محصولات با کیفیت پایین‌تر شود.

یکی دیگر از ابهامات در مورد مواد بازیافتی، ذخیره‌سازی است. این مواد اغلب به طور نامناسبی نگهداری می‌شوند و در معرض عناصری مانند باد، خورشید و باران قرار می‌گیرند. ممکن است متوجه شده باشید که یک صندلی پلاستیکی که در معرض آفتاب قرار می‌گیرد، در نهایت رنگ‌پریده و شکننده می‌شود. به طور مشابه، مواد بازیافتی که در شرایط سخت قرار می‌گیرند، خواص فیزیکی خود را از دست می‌دهند و در نتیجه کیفیت غیرقابل پیش‌بینی خواهند داشت.

۲. تفاوت مقادیر MFI (شاخص جریان مذاب) قبل و بعد از تزریق پلاستیک

ثانیاً، حتی اگر فرآیند تزریق پلاستیک شما از موادی استفاده کند که کاملاً با گلوله‌های پلاستیکی اصلی یا مواد قابل بازیافت با مشخصات مشابه از همان برند مطابقت داشته باشند، تجربه نشان می‌دهد که مقدار MFI (شاخص جریان مذاب) اکثر پلاستیک‌ها پس از تزریق حدود 20 تا 30 درصد افزایش می‌یابد. این افزایش در MFI معمولاً منجر به کاهش استحکام ساختاری پلاستیک می‌شود که ممکن است بر عملکرد و دوام کلی محصول تأثیر بگذارد.

پلاستیک‌های ترموپلاستیک با تشکیل کریستال‌های پلیمری که درهم تنیده شده‌اند، مشخص می‌شوند و در نتیجه استحکام ساختاری بالایی دارند. در طول فرآیند قالب‌گیری تزریقی، پیچ سربی این زنجیره‌های مولکولی بلند را بریده و به بخش‌های کوتاه‌تر می‌شکند و وزن مولکولی آنها را کاهش می‌دهد. این فرآیند که به عنوان بریدگی زنجیره شناخته می‌شود، منجر به تضعیف درهم تنیدگی مولکولی و متعاقباً کاهش استحکام می‌شود. برای اطلاعات بیشتر، لطفاً به مقاله خواص رئولوژیکی پلاستیک مراجعه کنید.

با توجه به نوسان قیمت‌ها و در دسترس بودن رزین‌های ترموپلاستیک، عاقلانه است که از رزین خود به بهترین شکل استفاده کنید. یکی از روش‌های رایج، استفاده از پودر سنگ‌زنی مجدد است. پس از اتمام پروژه، هرگونه مواد اضافی و قطعات رد شده را می‌توان بازیابی و به عنوان پودر سنگ‌زنی مجدد استفاده کرد که سپس می‌توان آن را با رزین جدید مخلوط کرد یا به طور مستقل استفاده کرد.

وقتی ترموپلاستیک‌ها تحت تنش حرارتی و مکانیکی قرار می‌گیرند، می‌توانند ضعیف و شکننده شوند، تخریبی که به عنوان "تاریخچه حرارتی" شناخته می‌شود. هم گرمای حاصل از پردازش و هم فرآیند آسیاب کردن می‌توانند بر خواص فیزیکی، شیمیایی و جریان رزین ترموپلاستیک و همچنین هر محصولی که از آسیاب مجدد ساخته می‌شود، تأثیر بگذارند. در حالی که دما یا تاریخچه حرارتی اغلب علت اصلی تخریب پلیمر در نظر گرفته می‌شود، بسیاری از رزین‌ها در صورت مدیریت صحیح در طول پردازش، می‌توانند خواص فیزیکی خود را در تعداد محدودی از چرخه‌های آسیاب مجدد حفظ کنند.

نسبت ایده‌آل رزین بازیافتی به رزین خام چقدر است؟

معمولاً هدف صنعت قالب‌سازی ترکیبی از ۲۰ تا ۲۵ درصد یا کمتر رزین بازیافتی مخلوط با رزین بکر است. با این حال، بسته به فرآیند تولید، این نسبت می‌تواند از ۱۰۰ درصد رزین بکر تا ۱۰۰ درصد رزین بازیافتی متغیر باشد.

عواملی که بر این تغییر تأثیر می‌گذارند عبارتند از

• آموزش ناکافی متصدیان کار با رزین

• کالیبراسیون نادرست فیدرهای بکر و/یا آسیاب مجدد

• اختلاط ناهموار مواد

• انضباط ناکافی در کارگاه یا پایبندی ناکافی به رویه‌های تعیین‌شده

• برای جلوگیری از نتایج بالقوه فاجعه بار، رویه های مناسب و نظم و انضباط در محیط کارگاه ضروری است.

نکته مهم دیگر این است که حتی اگر مخلوط اولیه حاوی 20 درصد پودر آسیاب شده باشد، پاس‌های بعدی همیشه حاوی مقداری از مخلوط پودر آسیاب شده قبلی خواهند بود. رزین حاصل از پاس اول در ماده اولیه باقی می‌ماند. با تامین‌کننده رزین خود مشورت کنید تا بفهمید پلاستیک شما چند بار می‌تواند فرآیند قالب‌گیری را طی کند تا خواص آن بیش از 10 درصد کاهش یابد و مشخص کنید کدام خواص ابتدا تحت تاثیر قرار می‌گیرند.

از چه مشکلات بالقوه‌ای باید آگاه باشید؟

اطمینان حاصل کنید که رزین‌هایی مانند نایلون، پلی‌کربنات، پلی‌بوتادین ترفتالات (PBT) و پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) قبل از پردازش اولیه به درستی خشک شده‌اند. در غیر این صورت، می‌توانند در سیلندر ماشین قالب‌گیری هیدرولیز شوند، زنجیره‌های پلیمری را کوتاه کنند و باعث تخریب شوند. افزودن مواد بازیافتی تخریب‌شده به رزین خام در سطوح 25 درصد می‌تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد و کارایی قطعات نهایی تأثیر بگذارد. نظارت بر سطوح دما از اهمیت بالایی برخوردار است. پردازش رزین خام در دماهای بالاتر از سطوح توصیه‌شده می‌تواند تخریب پلیمر را تسریع کند.

اندازه ثابت گلوله نیز بسیار مهم است. بدون نگهداری منظم آسیاب، ممکن است در نهایت طیف وسیعی از اندازه‌های گرانول، از گرد و غبار ریز گرفته تا تکه‌های ¼ اینچی یا بزرگتر، داشته باشید. در حین پلاستیک‌سازی یا چرخش مارپیچ، ممکن است مارپیچ این گرانول‌های با اندازه‌های مختلف را به طور یکنواخت ذوب نکند، که به طور بالقوه می‌تواند بر خواص قطعات نهایی تأثیر بگذارد. گلوله‌سازی مجدد یک راه حل موثر برای این مشکل است. با فیلتر کردن مذاب آسیاب شده، می‌توان آلاینده‌های غیرپلاستیکی را حذف کرد. برای حفظ پایداری بهینه فرآیند، نگهداری منظم آسیاب ضروری است. این شامل تیز کردن تیغه‌ها، تمیز کردن دستگاه و اطمینان از عملکرد صحیح صفحه نمایش است.

به نظر شما مهمترین چالش مرتبط با سنگ‌زنی مجدد چیست؟ بر اساس تجربه من، آلودگی ناشی از پلاستیک‌ها و مواد خارجی یک مانع قابل توجه است. اغلب، تولید به دلیل گرفتگی نوک‌های داغ مختل می‌شود. برای کاهش هزینه‌ها، توصیه می‌شود فقط از رزین خام در ابزارهای راهگاه گرم استفاده شود و سنگ‌زنی مجدد برای ابزارهای راهگاه سرد ذخیره شود. اگرچه این ممکن است برای همه گزینه مناسبی نباشد، اما در صورت امکان، یک استراتژی مؤثر است.

چه راهکارهایی برای رفع این مشکلات وجود دارد؟

به جای مخلوط کردن رزین بازیافتی با رزین بکر، استفاده از ۱۰۰٪ رزین بازیافتی را در نظر بگیرید. این روش از مشکلات ذکر شده در بالا جلوگیری می‌کند. با این روش، ابتدا از تمام رزین بکر استفاده می‌کنید و سپس رزین بازیافتی را با ظرفیت کامل وارد دستگاه‌ها می‌کنید.