¿Qué tipos de plásticos pueden procesarse con máquinas de moldeo por inyección?

Como equipo principal del procesamiento de plástico, las máquinas de moldeo por inyección logran una alta precisión y eficiencia al calentar plásticos termoplásticos o termoestables para fundirlos e inyectar cavidades del molde. Procesa una amplia gama de productos, desde productos cotidianos hasta componentes industriales, abarcando más de 20 tipos de plástico. En este artículo, los tipos de plásticos utilizados en las máquinas de moldeo por inyección se analizan sistemáticamente desde cuatro aspectos: clasificación de materiales, características de rendimiento, adaptabilidad del procesamiento y escenarios de aplicación típicos.

Los plásticos básicos representan más del 70% del consumo mundial de plástico y se caracterizan por una alta producción, bajo costo y rendimiento de procesamiento estable. Son los principales materiales utilizados en las máquinas de moldeo por inyección.
1.1 Polietileno
El polietileno (HDPE) y el LDPE son los dos tipos de plásticos con mayor rendimiento. La cadena molecular del polietileno de alta densidad (HDPE) está dispuesta estrechamente, tiene buena rigidez y resistencia química y se utiliza a menudo en la fabricación de contenedores grandes, como cajas de rotación y contenedores de basura. El polietileno de baja densidad (LDPE) tiene buena flexibilidad debido a su estructura ramificada y se aplica ampliamente en productos flexibles como películas y bolsas de embalaje. Durante el moldeo por inyección, el HDPE necesita mantener la temperatura en el cilindro entre 220 grados C y 260 grados para evitar la degradación, mientras que el LDPE se puede procesar a temperaturas entre 180 grados C y 220 grados.
1.2 Polipropileno (PP)
El polipropileno tiene la densidad más baja de los plásticos (0,9-0,91 g/cm3), excelente resistencia a la fatiga y al calor (punto de fusión 160 -170 grados) y es el material preferido para parachoques y carcasas de electrodomésticos. Durante el moldeo por inyección, el polipropileno se deforma fácilmente debido a las diferentes tasas de cristalización, por lo que es necesario optimizar la temperatura del molde (se recomienda 80-100 grados) y mantener la presión (se recomienda 60-80% de presión de inyección) para controlar la contracción.
1.3 Poliestireno
El PS es conocido por sus excelentes propiedades ópticas (88-92 % de transmitancia de luz), pero su fragilidad y resistencia al calor (temperatura de deflexión del calor de 70 a 90 grados) limitan su aplicación. El poliestireno de alto impacto (HIPS) es un polímero de butadieno que es de tres a cinco veces más fuerte que el PS y se usa ampliamente en carcasas de juguetes y teclados de computadora. La tecnología de moldeo por inyección de gases de escape resuelve eficazmente el problema de los residuos volátiles en el procesamiento de PS y mejora la calidad de la superficie del producto.
1.4 Copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
El ABS combina la resistencia química del acrilonitrilo, la dureza del butadieno y la procesabilidad del estireno para convertirse en el plástico de ingeniería más utilizado. El Vicat tiene una temperatura de reblandecimiento de 100-105 grados y una resistencia al impacto de 3 a 4 veces mayor que la del PS, y es particularmente adecuado para fabricar carcasas electrónicas y piezas interiores de automóviles que requieren resistencia a fuerzas externas. El moldeo por inyección de dos colores permite combinar ABS con otros materiales, como PC, para cumplir con diversos requisitos de diseño de productos.

Los plásticos de ingeniería tienen excelentes propiedades mecánicas, estabilidad térmica y resistencia química. Por muy caro que sea, desempeña un papel irreemplazable en la fabricación de alta-.
2.1 Poliamida (PA, nailon)
De la familia PA, PA6 y PA66 son las más utilizadas debido a sus propiedades mecánicas y de procesamiento equilibradas. El rango de punto de fusión es de 220 a 265 grados, la tasa de absorción de agua es de hasta 2 a 3% y la estabilidad del tamaño obviamente se ve afectada por la humedad. La PA mejorada con fibra de vidrio (GFPA) aumenta la resistencia a la tracción a más de 200 MPa y la temperatura de deflexión del calor a más de 200 grados, lo que la hace ideal para componentes mecánicos de precisión, como engranajes y cojinetes. Durante el moldeo por inyección, es esencial un control estricto de las temperaturas del barril (PA6: 240-260 grados; PA66: 270-290 grados) y las condiciones secas (120 grados + 4 horas de secado).
2.2 Policarbonato (PC)
Conocido como "pegamento a prueba de balas", el PC mostró 300 veces más resistencia al impacto y un 89 89% de transmitancia de luz que el vidrio 89, pero poca resistencia a la abrasión (la superficie era solo 2H). Las aleaciones de PC/ABS mezcladas con ABS han mejorado enormemente el rendimiento general del producto y se han convertido en material estándar para carcasas de portátiles y paneles de instrumentos de automóviles. Durante el moldeo por inyección, se requiere una presión de inyección alta (80-120 MPa) y una inyección rápida (velocidad de inyección mayor o igual a 100 mm/s) para evitar la congelación de la masa fundida, y se recomiendan temperaturas del molde de 80-100 grados.
2.3 Polioximetileno (POM)
El POM se conoce como "súper acero" con dureza (dureza Rockwell M85-105), resistencia a la abrasión cercana al metal y excelente estabilidad dimensional (coeficiente de expansión lineal de solo 6×10−5/grado). Al agregar lubricante de politetrafluoroetileno (PTFE), el coeficiente de fricción se puede reducir a menos de 0,1 y es un material ideal para engranajes, correderas y otros componentes de transmisión. Durante el moldeo por inyección, la temperatura en el cilindro debe controlarse entre 190 y 210 grados Celsius para evitar la descomposición del gas formaldehído.

Los plásticos termoestables se solidifican mediante reacciones químicas durante el moldeo, formando una estructura reticulante irreversible, adecuada para condiciones especiales que requieren altas temperaturas y resistencia química.
3.1 Plásticos fenólicos (PF)
PF es el primer plástico termoestable industrializado con excelente aislamiento eléctrico, resistencia al calor (temperatura continua de 150 grados) y retardo de llama (índice de oxígeno mayor o igual al 30%), pero frágil y con mala fluidez de procesamiento. Al agregar agentes endurecedores y mejoradores de flujo, puede fabricar interruptores y enchufes eléctricos. Durante el moldeo por inyección, las temperaturas del cilindro deben controlarse entre 70 y 90 grados, las temperaturas del molde entre 150 y 180 grados y las presiones de inyección entre 120 y 150 MPa para superar la resistencia a la alta viscosidad.
3.2 Resinas Epoxi (EP)
EP es conocido por su excelente adhesión (resistencia al corte mayor o igual a 20 MPa) y resistencia química y se usa ampliamente en envases electrónicos y matrices compuestas. Al agregar rellenos inorgánicos (como polvo de sílice), la contracción se puede reducir significativamente (del 2 % a menos del 0,1 %) y se puede mejorar la precisión de las dimensiones. El moldeo por inyección requiere tornillos especializados (relación de aspecto mayor o igual a 20:1) y sistemas de moldeo por inyección de alta-presión (presión mayor o igual a 200 MPa), con temperaturas del molde controladas entre 120 y 150 grados.

Los plásticos especiales proporcionan propiedades especiales a través del diseño de estructuras moleculares para satisfacer las demandas de alto nivel-en los campos aeroespacial, médico y otros.
4.1 Politetrafluoroetileno
El PTFE (PTFE) tiene el rango más amplio de temperaturas de funcionamiento (-200 a 260 grados), la mayor estabilidad química (resistencia a la corrosión del agua) y el coeficiente de fricción más bajo (0,04). Sin embargo, su viscosidad de fusión extremadamente alta (1010-1012 Pa. S) dificulta el moldeo por inyección tradicional. Se requiere prensado en frío, sinterización o modificación del politetrafluoroetileno (como fibras de vidrio cargadas) para reducir la viscosidad de la masa fundida. Los productos de PTFE modificado se utilizan ampliamente en sellos y soportes de rodamientos.
4.2 Polieteretercetona
PEEK tiene una temperatura a largo plazo-de 240 grados, una resistencia a la temperatura a corto-plazo de 315 grados y una resistencia a la tracción de 90-100 MPa. El PEEK reforzado con-fibra de carbono- mejora el módulo de elasticidad a 140 GPa, cerca del nivel de la aleación de aluminio, y se usa ampliamente en estructuras aeroespaciales e implantes médicos. El moldeo por inyección requiere tornillos especializados de alta-temperatura (temperatura del barril entre 380 y 420 grados) y sistemas de alta presión (presión mayor o igual a 250 MPa), con temperaturas del molde controladas entre 180 grados C y 200 grados.
V. Tendencias en la tecnología de procesamiento
Con el desarrollo de la ciencia de materiales y la tecnología de equipos, las capacidades de procesamiento de las máquinas de moldeo por inyección se están expandiendo:
Moldeo de compuestos multi-materiales: la unión laminada de PC/ABS, PA/GF y otros compuestos se puede lograr mediante tecnología de co-inyección para mejorar el rendimiento integral del producto.
Moldeo por microinyección: desarrollo de tornillos de ultra-precisión (diámetro inferior o igual a 10 mm) y sistemas de control de alta-respuesta para producir microcomponentes como engranajes y conectores con un peso inferior a 0,1 g.
Moldeo por inyección auxiliar de gas: el llenado auxiliar de gas nitrógeno a alta presión se utiliza para reducir las marcas de hundimiento causadas por las diferencias en el espesor de la pared del producto. Es adecuado para paneles de puertas de automóviles, carcasas de electrodomésticos grandes y otros componentes-de paredes gruesas.
Procesamiento de plásticos de fuente de bioenergía: adaptarse a las características del ácido poliláctico, polihidroxiapatita y otros materiales, desarrollar estructuras de tornillos especiales y sistemas de control de temperatura, promover la industrialización de materiales de protección ambiental.
Conclusión:
Las máquinas de moldeo por inyección se han expandido desde los plásticos tradicionales hasta los plásticos de ingeniería, los plásticos termoendurecibles e incluso los plásticos especiales, cubriendo necesidades de producción desde piezas de precisión a escala micrométrica-hasta componentes estructurales grandes a escala micrométrica-. Con el desarrollo de la tecnología de modificación de materiales y la inteligencia de equipos, los procesos de moldeo por inyección seguirán desempeñando un papel central en la fabricación de alta-producción, impulsando a la industria del plástico hacia un desarrollo de alto rendimiento, alto-rendimiento, multifuncional y sostenible.