Литьё пластмасс под давлением


Переработка - часть 2


  материал: фирма: сопло:  зона 3:   зона 2: зона 1: бункер: примечание:
  ПК-Л-7.0 "Заря" 270-280 270-280 260-270 250-260   общ. назначения
  Calibre 301-15 Dow 280-295 280-295 260-285 245-280   общ. назначения
  Calibre 401-18 Dow 270-290 290-305 265-295 245-265   общ. назначения
  Emerge PC 8500 Dow 270-290 270-290 250-270 230-250   с повыш. огнест.
  Lexan 101 GE Plastics 280-310 290-320 280-310 270-300 60-80 общ. назначения
  Lexan 121 GE Plastics 270-290 280-300 270-290 260-280 60-80 общ. назначения
  Lexan 141 GE Plastics 270-290 280-310 270-290 260-280 60-80 общ. назначения
  Lexan 241 GE Plastics 270-290 280-310 270-290 260-280 60-80 с повыш. огнест.
  Lexan HF1110R GE Plastics 270-290 280-300 270-290 260-280 60-80 высокотекучий
  Lexan LS2 GE Plastics 270-290 280-310 270-290 260-280 60-80 оптич., автомоб.
  Trirex 3022A Sam Yang 290-310 280-300 280-300 280-300   общ. назначения
  Trirex 3025N1 Sam Yang 290-310 280-300 280-300 280-300   с повыш. огнест.
  Trirex 3500G30 Sam Yang 290-310 280-300 280-300 280-300   30% GF
  Xantar 22R DSM 270-290 280-300 270-290 260-280   общ. назначения
  Xantar F22R DSM 270-290 280-300 270-290 260-280   с повыш. огнест.
  Xantar G6 F23R DSM 270-290 280-300 270-290 260-280   30% GF, с повыш. огнест.
  Xantar MX1002 DSM 255-265 265-275 260-270 255-265   с повыш. огнест.
  Xantar MX1020 DSM 260-270 270-280 265-275 255-265   ударопрочный

  
      Максимальное время пребывания расплава в цилиндре: 8-12 мин. 
      При перерывах в работе рекомендуется понизить температуру в цилиндре до 170-200 оС. Нельзя опускать температуру ниже 160 оС, т.к. это может вызвать попадание частиц металла в поликарбонат при запуске процесса из-за высокой адгезии поликарбоната к металлу при этих температурах. 

6.2. Температура формы

     Температура формы: 70-100; 80-120 оС (для марок общего назнач., ударопрочных, с повыш. огнестойкостью); 
                                     80-130 оС (для стеклонаполненных марок);
                                     100-150 оС.(для PC-HT). 

6.3. Впрыск

     Скорость впрыска: 25-200 мм/с. Оптимальная скорость впрыска зависит от вязкости полимера. При увеличении вязкости скорость впрыска уменьшается. Использование профиля скорости впрыска - эффективный способ устранения дефектов (струйное заполнение, мутность на впуске) изделий из поликарбоната. 
     Макс. давление при впрыске зависит от вязкости материала, конструкции изделия (толщина, длина затекания) и литниковой системы.
     Макс. скорости сдвига при впрыске: 40 000 1/с.

6.4. Уплотнение и охлаждение

     Давление выдержки: 40-80 МПа.
     Время выдержки под давлением для холодноканальных пресс-форм определяется на основе оценки времени застывания впускного литника. См. время охлаждения поликарбоната. 
     Время выдержки на охлаждение определяется на основе оценки времени, необходимого для полного охлаждения самой толстой части изделия. См. время охлаждения поликарбоната. 

6.5. Загрузка 

     Линейная скорость вращения шнека при загрузке: 250-300 мм/с. Для наполненных марок рекомендуется меньшая скорость. 
     Противодавление: 0.3-0.7 МПа (в некоторых случаях до 1.7 МПа).
     Подушка (крайнее переднее положение шнека): 3-7 мм.

6.6. Переработка вторичного материала

     Допускается добавление макс. 20% вторичного материала при отсутствии специальных требований по оптическим свойствам. При переработке поликарбоната во 2-й раз индекс желтизны увеличивается в среднем в 1.6 раза, в 3-й раз - в 2 раза, в 4-й раз - в 3 раза.

6.7. Чистка машины

     Для чистки машины рекомендуется применять высоковязкий HDPE, PP, PS. 
     Особенно тщательная чистка цилиндра требуется, если перед поликарбонатом перерабатывали ABS, PA, а также полимеры, содержащие антипирены (следы этих материалов могут вызывать химическую реакцию с поликарбонатом, и как следствие, темные пятна в изделии). Некоторые марки поликарбоната чувствительны к следам POM. 
     Если после поликарбоната перерабатывается ABS, PA или POM, машину нельзя сразу чистить этими материалами. Рекомендуется сначала "прогнать" PMMA, после чего понизить температуру и продолжить чистку требуемым материалом.

6.8. Другие параметры и особенности процесса литья

     Температура потери текучести: 160-200 оС (для PC)
                                                     182-227 оС (для PC-HT).
  

7. Методы контроля

7.1. Контроль остаточных напряжений

     Для экспресс-контроля остаточных напряжений в прозрачном поликарбонате можно использовать метод растрескивания в растворителе или контроль отливок в поляризованном свете.
     Растрескивание в растворителе. TnP-test для PC: погрузить изделие на 3 мин. в смесь толуола и н-пропанола (1:10). Растрескивание свидетельствует о высоких напряжения. Для PC-HT рекомендуется погрузить изделие на 15 мин в н-пропанол.

8. Точное литье

     Поликарбонат имеет высокую стабильность размеров и рекомендуются для точного литья. Основные проблемы при получении точных изделий из поликарбоната обычно связаны со сложностью уплотнения, склонностью материала к утяжинам и высоким остаточным напряжениям.

8.1. Усадка

     Для ненаполненного поликарбоната, как для аморфного материала, характерны следующие особенности усадочных процессов:
     - усадка практически не зависит от направления;
     - технологическая усадка имеет невысокие абсолютные значения и мало зависит от толщины стенки;
     Для поликарбоната, наполненного стекловолокном или углеволокном, также характерна небольшая разница продольной и поперечной усадок.  

Продольная и поперечная усадка поликарбоната на стандартных образцах

8.2. Коробление

     Небольшие абсолютные значения технологической усадки в сочетании с высокой жесткостью материала, делает  поликарбонат устойчивым к короблению.

8.3. Утяжины

     Утяжины на поверхности изделия - основная проблема при точном литье поликарбоната. При конструировании изделия и пресс-формы необходимо учитывать затрудненность процесса уплотнения, связанную с высокой вязкостью материала.
  

9. Последующая обработка

9.1. Термообработка (отжиг)

     Для неармированных изделий может использоваться термообработка на воздухе 130 оС/ 2 часа. 
     Для армированных изделий используется термообработка в силиконовом масле: 135 оС/1.5 часа.
     Термообработка применяется для снятия остаточных напряжений. Термообработка способствует повышению теплостойкости материала.
     Необходимо учитывать изменение размеров изделия при термообработке. Для фиксации отдельных размеров используют отжиг в оправке. 

9.2. Очистка отлитых изделий

     Для очистки применяют метиловый спирт, этиловый спирт, изопропиловый спирт, раствор мягкого мыла, гептан, гексан, нещелочные синтетические моющие средства (pH < 9). 

9.3. Окрашивание

     Для окрашивания изделий из поликарбоната применяют акриловые, эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, полисилоксановые краски. Изделия с высоким уровнем остаточных напряжений могут растрескиваться при окрашивании.

9.4. Металлизация

     Вакуумная металлизация (Al): рекомендуется предварительная обработка поверхности в тлеющем разряде, поверх рекомендуется защитный слой; 
     Гальваника (Cr, Ni, Au).

9.5. Склеивание

      Поликарбонат можно склеивать метиленхлоридом, 5-10% раствором поликарбоната в метиленхлориде или дихлорэтане, Склейку производят под давлением 0.05-4 МПа. Сушка осуществляется в течение 8-48 часов при комнатной или слегка повышенной температуре (высокая температура может привести к растрескиванию изделия).
     Для склейки поликарбоната с другими материалами используют полиуретановые и эпоксидные клеи.

9.6. Сварка

     Вибросварка. 
     Тепловая сварка. Температура: 260 - 300 оС.
     Сварка ультразвуком. Частота 20 кГц. Амплитуда (при 20 кГц): 25 - 40 мкм.

9.7. Лазерная маркировка

    Лазерная маркировка применяется для специальных марок поликарбоната.

9.8. Стерилизация

     Для стерилизации изделий из поликарбоната используют стерилизацию окисью этилена, гамма-стерилизацию, радиационную стерилизацию (быстрыми электронами). 
     Низкотемпературная стерилизация паром в автоклаве ограниченно применима для поликарбоната: можно использовать разовую низкотемпературную стерилизацию, многократная стерилизация не допускается. Для PC-HT может применяться высокотемпературная стерилизация паром (до 143 оС).
     Поликарбонат выдерживает многократную гамма-стерилизацию. Допустимая доза облучения: >100 Мрад. При облучении большими дозами поликарбонат желтеет, выделяет оксид углерода и углекислый газ. Имеются специальные марки с повышенной устойчивостью к гамма-радиации.
     

10. Безопасность при переработке

10.1. Пожароопасность, взрывоопасность

     Поликарбонат является трудногорючим материалом. Температура воспламенения: >500 оС. При вынесении из пламени, поликарбонат затухает.
     Порошкообразный поликарбонат взрывоопасен в смеси с воздухом. Нижний предел воспламеняемости: 60 г/м3. Температура воспламенения: 810 оС.

10.2. Вредные продукты, выделяемые при переработке

      При переработке поликарбоната выделяются ацетальдегид, оксид углерода, спирт метиловый, формальдегид.
      Ацетальдегид. ПДК = 5.0 мг/м3. Класс опасности: 3.
      Оксид углерода - угнетает дыхательные ферменты крови и тканей; вызывает удушье; поражает центральную и периферическую нервную систему. ПДК = 20.0 мг/м3. Класс опасности: 4. 
      Спирт метиловый. ПДК = 5.0 мг/м3. Класс опасности: 3.
      Формальдегид. ПДК = 0.5 мг/м3. Класс опасности: 2.

Дополнительная информация по переработке поликарбоната

Литература

       Переработка пластмасс: справочное пособие. Под ред. В.А. Брагинского. Л., Химия, 1985.
       Поликарбонаты. Каталог / Сост. Файнштейн Е.Б., Под ред. Калинчева Э.Л. НИИТЭХИМ, Черкассы, 1986, 32 с.
       Энциклопедия полимеров. Под ред В.А. Кабанова и др. Том. 2., М., Советская энциклопедия, 1974, с. 840-852.
       "Apec (PC-HT). Product range, reference data, processing". Bayer, 2001, 23 pp.
       "Designing for performance and volue". DSM Engineering Plastics, 2000, 44 pp.
       Hardt B., Konejung K. "The drying of Makrolon (PC) for CD production". Bayer, 1996, 11 pp.
       Hatch B. "The troubleshooter: Blush with a filled PC". Inj. Mold., 2002, March 
       Hatch B. "The troubleshooter, part 42: Coping with thick walls and gates". Inj. Mold., 2000, September 
           Rees H. Mold Engineering. Munich, Vienna, New York, Cincinnati. Hanser, Hanser Gardner. 2002. 
       "Injection molding guide". GE Plastics, 2001, 39 pp.
       'Injection molding processing guide". LNP Engineering Plastics, 2001, 33 pp.
       "Laser making on thermoplastics". LATI Industria Thermoplastici, 2 pp. 
       "Lexan profile". GE Plastics, 2001, 60 pp.
       "Metallization guide". GE Plastics, 2001, 13 pp.
       "Mold design standards". Nypro, 1997, 18 pp.
       Newcome J.M. "Polycarbonate - processing influences in properties". in Injection molding handbook.Ed. by D. Rosato, D. Rosato. Van Nostrand Reinhold Co., N.Y., 1986, pp. 543-557.
       "Painting guide". GE Plastics, 2001, 27 pp.
        Powell D.G. “Medical applications of polycarbonate”. Med. Plastics and Biomat., 1998, No 9.
       "Technical guide for optical media". GE Plastics, 2001, 60 pp.
       "The injection molding of high quality molded parts. Processing data and advice". Bayer, 2000, 19 pp.
       "Xantar / Stapron". DSM Engineering Plastics, 2001, 24 pp.
       Также использована информация фирм A.Schulman, Cheil Industries, ChiMei-Asahi, Daicel, Dow, Idemitsu, LATI, Mitsubishi Engineering-Plastics, Polycarbonatos do Brasil, RTP, Sam Yang, Teijin.

 

Рекомендуется использовать данную информацию только для предварительных оценок. Расчет оптимального режима литья может быть выполнен в компьютерном анализе. Актуальную информацию об условиях переработки конкретной марки материала можно получить у ее изготовителя или поставщика.

  (С) И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская, 2002-2005



Начало  Назад  Вперед