Schaumkunststoff ist ein thermoplastisches oder duroplastisches Harz als die Matrix, die eine Vielzahl von winzigen Poren innerhalb des Plastiks hat.Schäumen ist eine der wichtigen Methoden der plastischen Verarbeitung, Plastikschaum erhaltener Schaum, der gas-festes Zwei-Gas und festes Gas enthält In Form von Schaumzellen, die in dem Schaum vorhanden sind, werden die Zellen und Zellen voneinander isolierte Zellen genannt, die als offene Poren bekannt sind, so dass es einen geschlossenzelligen Schaum und einen offenzelligen Schaum gibt Oder geschlossene Zellen werden von den Rohstoffeigenschaften und ihrer Verarbeitungstechnologie bestimmt.
Die Technologie der Kunststoffschäumung hat eine lange Geschichte: Der früheste Schaumbakelit der frühen 1920er Jahre wurde ähnlich wie Schaumgummi hergestellt, in den 1930er Jahren entstanden Polyurethan-Hartschaum und Polystyrolschaum, in den 1940er Jahren Polyethylen, Polyvinylchlorid. Epoxidharz, Phenolschaum, in den 50er Jahren gab es expandierbare Polystyrolschaumstoffe und flexible Polyurethanschaumstoffe.
Jetzt können praktisch alle Kunststoffe, einschließlich sowohl thermoplastischer als auch wärmehärtbarer, zu Schaumstoffen geschäumt werden. Industrielle Herstellungsverfahren umfassen Extrusionsschäumen, Injektionsschäumen, Formschäumen, Kalandrieren, Pulverschäumen und Sprühschäumen usw. Unter ihnen ist die Spritzschäumung eine der wichtigsten Formverfahren, bei der das Spritzgießen im Vordergrund steht.
Schaumprinzip
Das Aufschäumverfahren von Kunststoffen kann je nach den verschiedenen verwendeten Schäumungsmitteln in ein physikalisches Schäumverfahren und ein chemisches Schäumverfahren unterteilt werden, wobei hier zunächst kurz auf das Schäumungsmittel eingegangen wird.
Schaumbildner
Das Treibmittel kann grob in physikalische Treibmittel und chemische Treibmittel unterteilt werden Die Anforderungen an physikalische Treibmittel sind: ungiftig, geruchlos, nicht korrosiv, nicht brennbar, gute thermische Stabilität, nicht in gasförmigem Zustand Chemische Reaktionen finden statt Die Diffusionsrate in der Kunststoffschmelze im gasförmigen Zustand ist niedriger als die Diffusionsrate in der Luft Häufig verwendete physikalische Treibmittel sind Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffe, Freon usw .;
Chemische Treibmittel, das Wärme freizusetzen, ist ein Gas, wie Stickstoff, Kohlendioxid und andere für das chemische Treibmittel erforderlichen Substanzen ist: seine Zersetzung in der Gas nicht toxisch sein sollten, nicht korrosiv, nicht brennend, des Produkts Form- und physikalischen und chemischen Eigenschaften ohne Wirkung, sollte die Geschwindigkeit der Lage sein, die Freisetzung von Gas zu kontrollieren, sollte das Treibmittel eine gute Dispergierbarkeit in Kunststoffen besitzen. breitere Anwendung sind anorganische Schäumungsmittel, wie Natriumbicarbonat und Ammoniumcarbonat, organischen Schaum Mittel, wie Azodicarbonamid und Azobisisobutyronitril.
Physikalisches Schäumen
Einfach ausgedrückt, ist Methoden die Verwendung von physikalischen den Kunststoffschaum zu machen, gibt es drei allgemeine Methoden:
(1) Das Inertgas wird zuerst in einer Kunststoffschmelze oder einer Paste unter Druck gelöst, und das Gas wird nach der Dekompression freigesetzt, wodurch Poren in dem Kunststoff gebildet und geschäumt werden;
(2) Schäumen durch Verdampfen der in der Polymerschmelze gelösten niedrig siedenden Flüssigkeit zum Verdampfen;
(3) Hinzufügen von Hohlkugeln in Kunststoff, um einen Schaum zu bilden und zu schäumen.
Das bei dem physikalischen Schäumverfahren verwendete physikalische Schäummittel hat relativ geringe Kosten, und insbesondere sind die Kosten für Kohlendioxid und Stickstoff niedrig, und es kann flammhemmend und nicht umweltverschmutzend sein.Daher ist der Anwendungswert hoch und das physikalische Schäumungsmittel weist nach dem Schäumenkeine Rückstände auf. Der Einfluss auf die Leistung von Schaumkunststoffen ist nicht signifikant, erfordert jedoch eine spezielle Spritzgießmaschine und Zusatzausrüstung.Die technische Schwierigkeit ist sehr hoch.
Chemisches Schäumen
Chemisches Schäumen ist die Verwendung chemischer Verfahren zur Erzeugung von Gas zum Schäumen von Kunststoffen: Die chemischen Schäummittel, die Kunststoffen zugesetzt werden, werden erhitzt, um sich zu zersetzen und Gase zu Schaum freizusetzen, alternativ können auch chemische Wechselwirkungen zwischen Kunststoffkomponenten verwendet werden. Die Reaktion setzt Gas und Schäume frei.
Der Prozess des Aufschäumens von Kunststoffeinspritzung unter Verwendung von chemischem Aufschäummittel ist im Wesentlichen der gleiche wie der allgemeine Spritzgussvorgang: Das Erwärmen von Kunststoffen, Erwärmen, Mischen, Plastifizieren und der Hauptteil der Aufschäumexpansion werden in der Spritzgießmaschine durchgeführt.
Kurz gesagt, unabhängig davon, welches Kunststoffrohmaterial ausgewählt wird, unabhängig davon, welches Schaumverfahren verwendet wird, muss das Verschäumungsverfahren im Allgemeinen die Bildung von Blasenkeimen, die Expansion von Blasenkeimen, die Schaumverfestigung und andere Stufen durchlaufen.
Strukturschaum-Formteil
Strukturschäumen ist ein chemischer Schäumprozess und stellt eine Revolution in der Spritzgießverfahrenstechnologie dar. Es behält viele der Vorteile herkömmlicher Spritzgussverfahren bei und vermeidet einige der Probleme, die bei herkömmlichen Spritzgussverfahren auftreten, wie z Produktstärke ist nicht genug, Produktionszyklus ist zu lang, Formungsrate ist niedrig.
Darüber hinaus kann die Verwendung der Strukturschäumtechnologie auch zum Formen großer und komplexer Produkte verwendet werden.Mit kostengünstigen Formen können Hohlräume mit mehreren Hohlräumen gleichzeitig betriebenwerden, wodurch die Produktherstellungskosten reduziert werden.Strukturschaumprodukte sind ein verbundener Schaumstoff mit einer dichten Oberflächenschicht. Seine Einheitsgewichtstärke und -steifigkeit ist 3- bis 4-mal höher als die von unverschäumten Materialien derselben Art.
Das wichtigste Merkmal der Struktur erhöht werden, ohne Schaumausrüstung, gewöhnlichen Haushalt Spritzgießmaschine Spritzgießverfahren können jedoch erreicht werden, die Verwendung der Hochdruck-Hohlraumvergrößerung Strukturschaum Spritzgiessmaschine geschäumtem verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren von Spritzgießmaschinen, eine Zunahme des sekundären Eingriffs Formdruckgerät.
In den letzten Jahren wurde die Strukturschaumspritzgusstechnologie weit entwickelt, und viele Formverfahren, aber können in drei Arten zusammengefasst werden: Niederdruckschäumen; Hochdruckschäumen (Anmerkung: niedriger Druck und hoher Druck beziehen sich auf die Form hier Hohlraumdruck), Zweikomponenten-Schäumverfahren.
Niederdruckschäumen
Ein Niederdruck-Spritzgießverfahren und das Spritzgußschäumungsverfahren gemeinsame Unterscheidung in seinem unteren Werkzeuginnendruck, etwa 2 bis 7 Mpa, gewöhnliche Spritzgießen und zwischen 30 ~ 60Mpa. Seltenen Niederdruck-Einspritzung Schauminjektionsverfahren, das heißt eine bestimmte Menge (nicht verwendet füllen Schmelze in den Formhohlraum) des Kunststoff (das Treibmittel) enthielt, wurde in den Formhohlraum eingespritzt wird, dehnt sich die Zersetzung des Treibmittelgas der Kunststoff die Hohlräume füllen. eine Niederdruckschaumeinspritzung im normalen Spritzgussmaschine, in der Regel das chemilumineszierende Der Schaum wird mit dem Kunststoff gemischt und im Fass plastifiziert, die selbstsichernde Düse muss verwendet werden.
Wenn injiziert, schnell die Diffusionsgeschwindigkeit des Gases wird in einer rauen Oberfläche des Artikels zur Folge hat, so Geschwindigkeit des Spritzgießmaschine schnell genug. Normalerweise ist die Booster die Einspritzgeschwindigkeit und die Einspritzmenge zu erhöhen, der Einspritzvorgang in einem Augenblick abgeschlossen ist.
Hochdruckschäumen
Hochdruck-Schäumung Spritzgießform Hohlraumdruck zwischen 7 ~ 15Mpa, mit voller Injektion Methode, das ist ein Injektionsvolumen ist genau gleich dem Volumen der Form Hohlraum.Um die Teile Schaum Expansion zu machen, können Sie erzwungene Expansion der Kavität, oder verwenden Ein Teil des Kunststoffes aus der Kavität.Im Allgemeinen verwendet mehr Hohlraum Expansionsmethode.
Verglichen mit gewöhnlichen Spritzgießmaschinen hat die Spritzgießmaschine, die das Verfahren mit vergrößertem Hohlraum anwendet, die sekundäre Formklemmdruckvorrichtung erhöht.Wenn die geschmolzene Mischung aus Kunststoff und Schäumungsmittel in den Formhohlrauminjiziert wird, wird sie für eine gewisse Zeit verzögert, und dann wird derFormklemmmechanismus betätigt Die bewegbare Platte bewegt sich für eine kurze Distanz nach hinten, so dass die bewegliche Form und die feste Form der Form leicht getrennt werden, der Hohlraum sich ausdehnt und der Kunststoff in dem Hohlraum zu schäumen beginnt und sich ausdehnt.
Nach dem Abkühlen des Gegenstandes auf seiner Oberfläche eine dichte Haut gebildet wird, durch die aufschäumende Expansion der Kunststoffschmelze wird durch eine bewegliche Platte gesteuert, und deshalb kann sie die Dicke der dichten Oberflächenschicht des Gegenstandes steuern. Die bewegliche Platte bewegte, kann integral bewegt werden, und es kann zum Klemmen der Spritzgiessmaschine Teil des lokalen mobilen geschäumt, wodurch Gegenstände verschiedener Dichte Hochdruck-Aufschäumen Verfahren zur Herstellung der Formgenauigkeit erforderlich, hohe Formkosten und mit einer Sekundärverpackungsanforderungen sein.
Zwei-Komponenten-Schäumen
Das Zwei-Komponenten-Schaumspritzgießen ist ein spezielles Hochdruck-Strukturschaum-Spritzgießverfahren, das eine spezielle Zweikomponenten-Spritzgießmaschine verwendet, die zwei Spritzgießvorrichtungen aufweist: einen Satz Kerne für Spritzgussprodukte, einen für Spritzguß. Die Oberflächenschicht des Produkts Während des Spritzgießens wird das Hautmaterial zuerst injiziert, und dann wird das Kernmaterial, das mit dem Treibmittel vermischt ist, durch den gleichen Anguss injiziert.
Da das Kernmaterial in einem laminaren Strömungszustand fließt, stellt dies sicher, dass das Kernmaterial gleichmäßig innerhalb der Hautschicht beschichtet ist und der Hohlraum vollständig gefüllt ist.Nachdem die Fritte die Kavität füllt, wird eine kleine Menge an Schaummaterial nicht injiziert. Die Fritte dichtet das Gatter ab.Nachdem das Produkt entfernt ist, wird das Gatter entfernt und das leichtereProdukt mit einem nicht geschäumten dichten Haut- und Kernschaumstoff wird erhalten.
Mikrozellulares Schaumformen
Mikrozellularen Schaumformen ist ein physikalischer Schäumungsverfahren. Herkömmliche Schaumzellendurchmesser ist im allgemeinen größer als 50 mm, die Zelldichte (Anzahl von Zellen pro Volumeneinheit) von weniger als 106 / cm 3. Wenn die Größe dieser Zellen die Kraft Es wird oft zum Geburtsort erster Risse und reduziert die mechanischen Eigenschaften des Materials.
Das Spritzgießen ist eines des Hauptverfahrens mikroporösen Kunststoffgegenstand geformt. Ausgangsmaterial in den Zylinder nach dem Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit einer Schneckenschererwärmung und der Heizwirkung der Schleife plastifizieren das Schäumungsmittel direkt in die Schmelzzone eingespritzt und das Ende der Einspritzschnecke Die Schmelze wird gleichmäßig vermischt und dann werden Hochdruck und hohe Geschwindigkeit in den Formhohlraum eingespritzt.
Plötzlicher Blutdruck in dem Formhohlraum, eine große Menge der Schmelze in einem übersättigten Gas isoliert, wie, Verschäumen, Expansionsformen, Form einen mikroporöse Kunststoffgegenstand zu bilden. Ferner kann das Verfahren zur Bestimmung der Temperatur der Keimbildung ändert kann mit einer Druckänderung zum Formen, eingesetzt werden, Verfahren verglichen, leichter zu kontrollieren, aber unempfindlich gegenüber der Löslichkeit der Gastemperatur des Kunststoffes ist nicht anwendbar.
Die Entwicklung der mikrozellulären Kunststoffspritzgusstechnologieist relativ schwierig, da die Größe der Zellen viel kleiner ist als dievon herkömmlichen Schäumen Um gute mikrozellulare Kunststoffprodukte zu erhalten, ist es notwendig, sicherzustellen, dass das superkritische Fluid in die Schmelze im Zylindereintritt. Eine genaue Messung erfordert, dass die Kunststoffschmelze vollständig gemischt, homogenisiert und dispergiert werden muss, um eine homogene Mischung zu bilden, um sicherzustellen, dass der Keimbildungspunkt in der Schmelze mehr als 109 / cm3 betragen muss, um die Expansion der Keimbildungsblase zeitlich zu steuern. Die Anforderungen an das Gerät selbst und die Parameter des Spritzgießprozesses sind sehr hoch.
Die Merkmale der Verwendung dieser Technologie sind:
Produktgewichtsreduktion um ca. 50%;
Der Einspritzdruck wird um etwa 30 ~ 50% reduziert;
Reduzierte Klemmkraft um 20%;
Die Zykluszeit wird um 10 ~ 15% reduziert;
Es wird eine Gaseingabevorrichtung mit einer Dosiersteuervorrichtung verwendet.
Fazit:
Aufgrund des Vorhandenseins von Luftblasen sind geschäumte Kunststoffe leicht, sparen Material, können Stoßbelastungen absorbieren, Wärmeisolierung und Schallisolierung durchführen, haben eine höhere spezifische Festigkeit und können Material sparen, den Energieverbrauch senken und Kosten reduzieren. Kann die Anwendung energisch fördern.
Zusätzlich zu den Vorteilen der oben erwähnten allgemeinen Schaumstoffe haben mikrozelluläre geschäumte Kunststoffe auch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften.Daher ist das Anwendungsgebiet von geschäumten Kunststoffen sehr breit, insbesonderebei der Herstellung von Automobilen, Flugzeugen und verschiedenen Transportausrüstungenund anderen Gebieten. Anwendungswert: Es ist zu erwarten, dass Schaumspritzgießen, insbesondere mikrozelluläres Schaumspritzgießen, ein Hot Spot für die Verarbeitung von Kunststoffverarbeitungsmaschinen und -produkten sein wird.