پلی اتیلن تزریقی

باقالب‌گیری پلی اتیلن تزریقی ، قطعاتی از پلی اتیلن (PE)، که متداول‌ترین مواد پلاستیکی در جهان هست را می‌توان  تولید کرد، این پلیمر ترموپلاستیک ساختار کریستالی متغیری دارد که تا حدی خواص مواد آن را تعیین می‌کند.

در پلاستیک، درجه‌ی بلورینگی تأثیر بسزایی بر سختی و چگالی دارد. این به نوبه‌ی خود بر ویژگی‌هایی مانند سختی و انعطاف پذیری تأثیر می‌گذارد.

کاربردهای پلی اتیلن از صنایع بسته بندی – تولید لوله -… تا محصولات الکتریکی، پزشکی و صنعتی را شامل می‌‌‌شود.

 

انواع پلی اتیلن تزریقی:

پنج نوع پلاستیک پلی اتیلن معمولاً قالب گیری تزریقی می‌شوند.

پلی اتیلن تزریقی کم چگالی (LDPE)- پلی اتیلن سبک 020– پلی اتیلن سبک 0075

پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)- پلی اتیلن سبک خطی LLD209

پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)- پلی اتیلن 0190

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)- پلی اتیلن F7000–  پلی اتیلن EX5- پلی اتیلن EX3

پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)

پلی اتیلن با چگالی کمتر (به عنوان مثال، LDPE و LLPDPE) بلورینگی کمتر و انعطاف پذیری بیشتری دارد.

پلی اتیلن با چگالی بالاتر (به عنوان مثال MDPE و HDPE) بلورینگی بالاتر و سفتی بیشتری دارد. بلورینگی نیز با وزن مولکولی مرتبط است که هم بر خواص مواد و هم بر پارامترهای پردازش تأثیر می‌گذارد.

خواص پلی اتیلن تزریقی:

پلی اتیلن به طور کلی. سبک وزن، مقاوم در برابر مواد شیمیایی و عایق الکتریکی است. میزان سفتی و استحکام بر اساس نوع پلی اتیلن متفاوت است، اما پلی اتیلن قالب گیری تزریقی اغلب در قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر تنش یا خمش دارند استفاده می‌شود.

برای طراحان، انتخاب نوع مناسب پلی اتیلن ممکن است چالش برانگیز باشد، زیرا سفتی بالاتر نیز با شکنندگی بیشتر همراه است. پلاستیک‌های پلی اتیلن مختلف نیز انواع مختلفی از مقاومت را در برابر مواد شیمیایی خاص یا عوامل محیطی مانند نور خورشید ایجاد می‌کنند.

 

پارامترهای مهم در تزریق پلی اتیلن:

علاوه بر خواص مواد و دستورالعمل‌های قالب‌گیری تزریقی،  درک چهار پارامتر کلیدی پردازشی که قالب‌گیران تزریقی باید کنترل کنند،  عبارتند از:

دمای ذوب پلی اتیلن تزریقی

دمای قالب پردازش پلی اتیلن

سرعت تزریق پلی اتیلن سبک

فشار تزریق پلی اتیلن مذاب

یک قالب‌گیر تزریقی ماهر، چهار پارامتر فوق را بطور کامل مورد توجه قرار می‌دهد.

دمای مذاب “دمای یک پلیمر هنگام خروج از نازل و ورود به قالب است. این پارامتر پردازش بر ویسکوزیته، معیاری برای مقاومت در برابر جریان، تأثیر می‌گذارد.

همچنین بر وزن مولکولی تأثیر می‌گذارد که تعیین می‌کند یک پلاستیک تا چه اندازه می‌تواند قبل از پاره شدن کشیده شود. بسته به نوع پلی اتیلن،اینکه پلی اتیلن سبک باشد یا پلی اتیلن سنگین – دمای مذاب می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد.

در مواد نیمه کریستالی مانند پلاستیک پلی اتیلن، دمای قالب بر درجه کریستالی بودن پلیمر تأثیر می‌گذارد. این به این دلیل است که کریستال‌ها فقط در دماهای کمتر از نقطه ذوب پلیمر، اما بالاتر از دمای انتقال شیشه ای آن (Tg) تشکیل می‌شوند.

با پلی اتیلن، بسته به نوع پلاستیک پلی اتیلن فرآوری شده، دمای قالب نیز می‌تواند به میزان قابل توجهی متفاوت باشد.

برای یک قالب تزریق، تنظیم سرعت تزریق برای پر شدن سریع قالب و تنظیم فشار تزریق  نسبتاًباید بالا باشد.

پلی اتیلن تزریقی کم چگالی (LDPE)- پلی اتیلن سبک 020– پلی اتیلن سبک 0075:

پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) حتی در دماهای پایین نیز انعطاف پذیر است و نسبت به چگالی آن استحکام خوبی دارد. این پلی اتیلن می تواند مقدار قابل توجهی کشش را قبل از شکستن تحمل کند و بی بو، استریل و ضد آب است.

LDPE همچنین یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کرده و جذب آب پایینی دارد. کاربردهای LDPE قالب‌گیری تزریقی شامل تولید قطعات کوچک پلی اتیلنی، تولید فیلم پلی اتیلن و …می باشد.

 

با این حال، LDPE مستعد ترک خوردگی تنشی است و از استحکام و سختی کمتری نسبت به سایر انواع پلی اتیلن برخوردار است. اگرچه LDPE مقاومت خوبی در برابر الکل‌ها، قلیایی‌های رقیق و اسیدها دارد، اما در برابر روغن‌های معدنی، عوامل اکسید کننده و برخی از انواع هیدروکربن‌ها مقاومت محدودی دارد.

این پلیمر ارزان قیمت بسیار قابل اشتعال است و مقاومت ضعیفی در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) دارد که آن را برای کاربردهای بیرونی نامناسب می‌کند.

 

با این حال، با انواع خاصی از افزودنی ها، LDPE می تواند مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش داشته باشد و حتی به عنوان یک مانع ضد الکتریسیته ساکن برای قطعات الکترونیکی حساس عمل کند.

نکته مهم، پردازش LDPE در طی قالب گیری تزریق پلاستیک نسبتا آسان است. LDPE دمای ذوب بین 160 درجه سانتیگراد تا 260 درجه سانتیگراد دارد و انقباض پس از قالب آن بین 1.5٪ تا 3.5٪ است.

پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)- پلی اتیلن سبک خطی LLD209:

پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE) نه تنها انعطاف پذیر و قابل کشش است، بلکه در برابر سوراخ شدن و ضربه نیز مقاوم است. در مقایسه با LDPE، LLDPE تزریقی دارای مقاومت شیمیایی بیشتر، ویژگی‌های مکانیکی بهتر در دماهای بالا و پایین، براقیت سطح بالا و مقاومت بهتر در برابر ترک است.

این نوع پلی‌اتیلن همچنین مقاومت خوبی در برابر ضربه و ترک خوردگی دارد و در عین حال به مانند مانعی در برابر آب عمل می‌کند.

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)- پلی اتیلن F7000–  پلی اتیلن EX5- پلی اتیلن EX3:

LLDPE از نظر ساختار شبیه به HDPE است اما دارای نقطه نرمی بالاتر و استحکام بالاتر و گسترش نسبی شکستگی است. پردازش LLDPE نیز دشوارتر از LDPE است و محدوده دمایی باریک تری برای آب بندی حرارتی دارد که در کاربردهای بسته بندی و آزمایشگاه های صنعتی استفاده می شود. کاربردهای LDPE قالب گیری تزریقی شامل محفظه ها، درپوش ها، اتصالات محکم و درب ها می باشد.

قالب گیری تزریقی MDPE و قالب گیری تزریقی HDPE

پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) با مقاومت بالا در برابر ضربه و مقاومت شیمیایی خوب است. مقاومت خوبی در برابر ضربه و سقوط دارد و می‌تواند در برابر بسیاری از انواع مواد شیمیایی از جمله سوخت دیزل، اسیدها و روغن‌ها مقاومت کند.

رزین‌های MDPE سفتی بالاتری نسبت به LDPE و LLDPE دارند، اما کمتر از پلاستیک HDPE –  علیرغم مزایای آن، MDPE مقاومت ضعیفی در برابر نور UV و حلال ها دارد.

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) به دلیل بلورینگی زیاد، سفت‌تر است، اما همچنان یک پلاستیک نسبتا انعطاف پذیر محسوب می‌شود. در مقایسه با سایر اشکال پلی اتیلن، HDPE استحکام کششی بالاتری دارد.

این پلیمر ارزان قیمت قابلیت پردازش خوبی را فراهم می‌کند و خواص عایق الکتریکی عالی را با جذب آب کم ترکیب می‌کند. برخی از گریدهای HDPE به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر ترک‌خوردگی ناشی از استرس محیطی مقاومت کنند یا سفتی بالا یا انقباض کم را ارائه دهند.

با این حال، انقباض بالای قالب HDPE یک نقطه ضعف است. بیشتر این انقباض در طول خنک شدن اتفاق می‌افتد و می‌تواند بر پایداری ابعادی و تحمل قطعات تأثیر بگذارد.

اگرچه ممکن است یک قالب‌گیر تزریقی میزان انقباض را به‌طور دقیق پیش‌بینی کند، اما قطعات HDPE قالب‌گیری شده که به‌طور نابرابر منقبض می‌شوند، می‌توانند پیچ و تاب بخورند، که یک عیب معمول قطعه قالب‌گیری شده است. HDPE همچنین مستعد ترک خوردگی ناشی از استرس است و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش ضعیف و مقاومت حرارتی پایینی دارد.

برخی از گریدها ویژگی‌های عملکردی بهبود یافته‌ای مانند مقاومت در برابر نور خورشید را ارائه می‌دهند.

برای قالب گیری تزریق پلاستیک پلی اتیلن سنگین، HDPE دمای ذوب بین 200 درجه سانتی گراد تا 300 درجه سانتی گراد و دمای قالب بین 10 تا 80 درجه سانتی گراد دارد. دمای قالب بالاتر می‌تواند ظاهر یک قطعه HDPE قالب‌گیری شده را بهبود بخشد و سطحی براق‌تر را ایجاد کند.

بسته به شرایط پردازش و ضخامت جزء نهایی، انقباض قالب بین 1.5 تا 4 درصد متغیر است.

 پلی اتیلن تزریقی فوق سنگین (UHMWPE):

پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE) دارای خواص مکانیکی عالی مانند مقاومت سایشی بالا و استحکام ضربه است. با ضریب اصطکاک پایین خود، مقاومت خوبی در برابر سایش و سایش ایجاد می کند.

کاربردهای پزشکی UHMWPE شامل سطوح مفصلی جایگزین‌های مفصلی است که در جراحی لگن، زانو، مچ پا و شانه استفاده می‌شود.

از آنجایی که UHMWPE تقریباً بی اثر است، این نوع پلی اتیلن را می توان در محیط های خورنده یا تهاجمی در دماهای متوسط استفاده کرد.

در دماهای بالاتر در برابر بسیاری از حلال‌ها مقاوم می‌ماند، اما استثناهای قابل توجهی مانند هیدروکربن‌های آروماتیک و هالوژنه. درجه خاص UHMWPE میزان سایش مقاومت، مواد شیمیایی و تاثیری که مواد ایجاد می‌کند را تعیین می‌کند.

در قالب‌گیری تزریقی پلاستیک، وزن مولکولی نه تنها به دلیل ارتباط آن با کریستالی بودن، بلکه در مورد رئولوژی مذاب ترموپلاستیک نیز اهمیت پیدا می‌کند.

به طور خاص، رزین‌های با وزن مولکولی بالاتر مانند UHMWPE دارای ویسکوزیته بالاتر و افت فشار بالاتر در حفره قالب تزریق در حین پر کردن هستند. در نتیجه، فشار بسته‌بندی بالاتری باید برای جبران افت فشار حفره استفاده شود. در غیر این صورت مذاب با فشار کمتر منجر به انقباض در قسمت نهایی می‌شود.

قالب‌گیری تزریقی پلی اتیلن مزایای زیادی را ارائه می‌دهد، اما همچنین می‌تواند در انتخاب مواد، طراحی قطعه و پردازش چالش‌هایی ایجاد کند.

برای مشاوره و تهیه مواد اولیه تزریق پلاستیک و انواع پلی اتیلن تزریقی در ساعات اداری با مشاوران ما در پانیذا پلیمر تماس حاصل فرمایید