De ce scade rezistența superficială a produselor din plastic atunci când se utilizează rășină reciclată?

Utilizarea rășinii reciclate în piesele din plastic prezintă provocări pentru ingineri. Adăugarea mai multor materiale secundare poate duce la o degradare mai mare a plasticului, reducând rezistența sa structurală inițială și crescând riscul de fisurare, în special în zonele supuse solicitărilor mari, cum ar fi cârligele și găurile pentru șuruburi. În ciuda acestor probleme, încorporarea materialelor reciclate în materialele plastice este esențială pentru sustenabilitatea mediului.

Dar de ce utilizarea materialelor secundare reciclate reduce rezistența materialelor plastice? Această întrebare poate fi examinată din două puncte de vedere.

1. Originea materialului secundar reciclat

În primul rând, ar trebui producătorii de turnare prin injecție a plasticului să utilizeze materiale secundare? Deși protecția mediului este o preocupare, economiile de costuri reprezintă adesea o motivație principală, deoarece materialele secundare sunt mai ieftine. Dar folosesc aceste fabrici același tip de materiale reciclate ca și granulele de plastic originale? De exemplu, dacă granulele originale sunt materiale Sabic (fostele GE) PC, producătorii folosesc de fapt materiale reciclate Sabic PC sau folosesc orice materiale reciclate PC disponibile sau chiar amestecă ABS? Cu cât granulele de plastic sunt mai mari, cu atât este mai puțin potrivit ca producătorii să utilizeze materiale reciclate, deoarece acest lucru poate duce la produse de calitate inferioară.

O altă incertitudine legată de materialele reciclate este depozitarea. Aceste materiale sunt adesea depozitate necorespunzător, expuse la intemperii precum vântul, soarele și ploaia. Poate ați observat că un scaun de plastic lăsat la soare se va decolora și va deveni în cele din urmă fragil. În mod similar, materialele reciclate expuse unor condiții dure vor avea proprietăți fizice degradate, rezultând o calitate imprevizibilă.

2. Diferența dintre valorile MFI (Melt Flow Index) înainte și după injecția de plastic

În al doilea rând, chiar dacă procesul dumneavoastră de injecție a plasticului utilizează materiale care corespund strict granulelor de plastic originale sau materiale reciclabile cu aceleași specificații de la aceeași marcă, experiența arată că valoarea MFI (Melt Flow Index) a majorității materialelor plastice crește cu aproximativ 20-30% după injecție. Această creștere a MFI duce de obicei la o rezistență structurală redusă a plasticului, ceea ce poate afecta performanța și durabilitatea generală a produsului.

Materialele plastice termoplastice sunt caracterizate prin formarea de cristale polimerice încurcate, rezultând o rezistență structurală ridicată. În timpul procesului de turnare prin injecție, șurubul de acționare forfecează și rupe aceste lanțuri moleculare lungi în segmente mai scurte, reducându-le greutatea moleculară. Acest proces, cunoscut sub numele de scindare a lanțului, duce la o slăbire a încurcăturii moleculare și la o scădere ulterioară a rezistenței. Pentru informații mai detaliate, vă rugăm să consultați articolul despre proprietățile reologice ale plasticului.

Având în vedere fluctuațiile prețurilor și disponibilitatea rășinilor termoplastice, este prudent să optimizați utilizarea rășinii dumneavoastră. O metodă comună este utilizarea materialului regrind. Odată ce un proiect este finalizat, orice material în exces și piesele respinse pot fi recuperate și reutilizate ca material regrind, care poate fi apoi amestecat cu rășină nouă sau utilizat independent.

Când termoplasticele sunt supuse unor solicitări termice și mecanice, acestea pot deveni fragile și fragile, o degradare cunoscută sub numele de „istoric termic”. Atât căldura provenită din procesare, cât și procesul de măcinare pot afecta proprietățile fizice, chimice și de curgere ale rășinii termoplastice, precum și ale oricăror produse fabricate din material regrind. Deși temperatura sau istoricul termic sunt adesea considerate cauza principală a degradării polimerilor, multe rășini își pot păstra proprietățile fizice printr-un număr limitat de cicluri de regrind, dacă sunt gestionate corespunzător în timpul procesării.

Care este raportul ideal între rășina regrăcinată și rășina virgină?

De obicei, industria de turnare vizează un amestec de 20 până la 25% sau mai puțin material regrăcinat cu rășină virgină. Cu toate acestea, în funcție de procesul de fabricație, raportul poate varia de la 100% rășină virgină la 100% material regrăcinat.

Factorii care influențează această variație includ

• Instruire inadecvată a manipulanților de rășină

• Calibrarea incorectă a alimentatoarelor de material virgin și/sau regrămăcit

• Amestecarea neuniformă a materialelor

• Disciplină insuficientă în atelier sau respectarea procedurilor stabilite

• Pentru a preveni rezultate potențial dezastruoase, procedurile adecvate și disciplina în atelier sunt esențiale.

O altă considerație importantă este că, chiar dacă amestecul inițial conține 20% material regrăcinat, trecerile ulterioare vor conține întotdeauna o parte din amestecul anterior de material regrăcinat. Rășina din prima trecere rămâne în stoc. Verificați cu furnizorul de rășină pentru a afla de câte ori poate trece plasticul dvs. prin procesul de turnare înainte ca proprietățile să se degradeze cu mai mult de 10% și pentru a determina care proprietăți sunt afectate primele.

De ce probleme potențiale ar trebui să fii conștient?

Asigurați-vă că rășinile precum nailonul, policarbonatul, poli(butadien tereftalatul) (PBT) și poli(etilen tereftalatul) (PET) sunt uscate corespunzător înainte de procesarea inițială. În caz contrar, acestea se pot hidroliza în cilindrul mașinii de turnare, scurtând lanțurile polimerice și provocând degradarea. Încorporarea de material regrăsit degradat în rășina virgină la niveluri de 25% poate afecta semnificativ performanța și funcționalitatea pieselor finale. Este de o importanță capitală monitorizarea nivelurilor de temperatură. Prelucrarea rășinii virgine la temperaturi peste nivelurile recomandate poate accelera degradarea polimerului.

Dimensiunea constantă a peleților este, de asemenea, esențială. Fără o întreținere regulată a mașinii de tocat, puteți obține o gamă largă de dimensiuni ale granulelor, de la praf fin la bucăți de ¼ inch sau mai mari. În timpul plastifierii sau al rotirii șnecului, este posibil ca șnecul să nu topească uniform aceste granule de dimensiuni diferite, ceea ce poate afecta potențial proprietățile pieselor finite. Repeletizarea este o soluție eficientă pentru această problemă. Prin filtrarea prin topire a materialului regrăsit, se pot îndepărta contaminanții non-plastici. Pentru a menține o stabilitate optimă a procesului, întreținerea regulată a mașinii de tocat este esențială. Aceasta include ascuțirea lamelor, curățarea mașinii și asigurarea funcționării corecte a sitei.

Care considerați că este cea mai semnificativă provocare asociată cu rectificarea? Pe baza experienței mele, contaminarea cu materiale plastice și materiale străine reprezintă un obstacol semnificativ. Adesea, producția este întreruptă din cauza vârfurilor fierbinți înfundate. Pentru a reduce costurile, este recomandabil să se utilizeze doar rășină virgină în sculele cu canal cald și să se păstreze rectificarea pentru sculele cu canal rece. Deși aceasta poate să nu fie o opțiune viabilă pentru toți, este o strategie eficientă atunci când este posibilă.

Ce soluții sunt disponibile pentru a aborda aceste probleme?

În loc să amestecați rășina reglătată cu rășină virgină, luați în considerare utilizarea 100% rășină reglătată. Această abordare evită problemele menționate mai sus. Cu această metodă, utilizați mai întâi toată rășina virgină, apoi introduceți reglătată în mașini la capacitate maximă.