La differenza tra plastica amorfa e semicristallina

Le plastiche amorfe e semi-cristalline sono entrambe polimeri per alte temperature. La differenza tra le due si trova nella loro struttura molecolare. Prima di decidere quale utilizzare, è necessario comprendere le caratteristiche di ciascuna, in quanto ciò determinerà il processo di stampaggio a iniezione. Diamo un'occhiata. 

Termoplastici amorfi

Questi includono principalmente materie plastiche traslucide: 

• Polimetilmetacrilato (PMMA / acrilico) 
• Polistirene (PS) 
• Policarbonato (PC) 
• Polisolfone (PSU) 
• Cloruro di polivinile (PVC)
• Acrilonitrile butadiene stirene (ABS)
• Polieterimmide (PEI)

Questi polimeri hanno una struttura molecolare ordinata casualmente che manca di un punto di fusione brusco. Il risultato è che i materiali amorfi si ammorbidiscono gradualmente con l'aumentare della temperatura. 

Pro

Questo li rende facili da termoformare. Poiché questi materiali sono isotropici nel flusso, possiedono una maggiore stabilità dimensionale rispetto alle plastiche semi-cristalline e sono meno propensi a deformarsi.  Le termoplastiche amorfe offrono anche una maggiore resistenza agli urti e sono ideali per le applicazioni strutturali.

I materiali si fissano bene utilizzando adesivi. Tendono inoltre a offrire un'eccellente resistenza all'acqua calda e al vapore, una buona resistenza agli agenti chimici e una buona rigidità e resistenza. PSU e PEI in particolare sono buoni esempi di termoplastici amorfi che offrono queste qualità. 

Contro

La presenza di idrocarburi significa che sono più sensibili alle fessurazioni da stress. Inoltre, non funzionano bene come supporti o componenti usuranti e hanno una scarsa resistenza all'affaticamento. I termoplastici amorfi tendono ad avere una minore resistenza chimica e un maggiore attrito rispetto ai materiali semi-cristallini.

Esempi di termoplastici amorfi

Termoplastici semi-cristallini 

I materiali semi-cristallini comuni sono solitamente opachi e includono:

• Polietilene (PE)
• Polipropilene (PP) 
• Polibutilene tereftalato (PBT)
• Polietilene tereftalato (PET) 
• Polietereterchetone (PEEK)

A differenza dei termoplastici amorfi, i semi-cristallini hanno una struttura molecolare altamente ordinata con punti di fusione affilati. Mentre i materiali amorfi si ammorbidiscono gradualmente quando la temperatura sale, la plastica semicristallina non lo fa. Al contrario, rimane solida fino a quando una certa quantità di calore non viene assorbita. I materiali si trasformano quindi rapidamente in un liquido a bassa viscosità. Questo punto di fusione è generalmente superiore a quello della gamma superiore di materiali termoplastici amorfi.

Pro

I polimeri semi-cristallini formano una plastica resistente grazie alle loro robuste forze intermolecolari. Offrono prestazioni eccellenti in applicazioni che implicano usura, supporti e carichi strutturali. Forniscono anche un'eccellente resistenza agli agenti chimici, mentre i materiali amorfi non lo fanno. 

Potete aspettarvi una buona rigidità e forza, una buona robustezza e un bassissimo coefficiente di attrito.

Contro

Il punto di fusione dei polimeri semi-cristallini li rende difficili da termoformare. Questi materiali sono anisotropici nel flusso, quindi si restringono più in direzione trasversale al flusso che lungo la direzione del flusso. Ciò si traduce in instabilità dimensionale, rispetto ai polimeri amorfi. Inoltre, la resistenza agli urti dei materiali semi-cristallini è al massimo nella media rispetto a quella delle materie plastiche amorfe.  

Per i produttori, lavorare con questi materiali è difficile. Sono idrofobici, chimicamente inerti e hanno una bassa energia superficiale, che li rende difficili da lavorare, nonostante queste caratteristiche abbiano un rating elevato per le prestazioni.  

Esempi di termoplastici semi-cristallini

Il processo di stampaggio

Come ci si può aspettare, dovrete trattare il processo di stampaggio in modo diverso per le plastiche amorfe e semi-cristalline.  Qualunque sia la vostra scelta, fondere in modo uniforme è fondamentale. L'uniformità del materiale fuso non significa solo temperatura di fusione, ma anche consistenza di fusione in modo che non vi siano aggrovigliamenti né striature, né pellet semi-fusi. Non è possibile avere dimensioni e prestazioni costanti senza fondere in modo uniforme. 

I materiali amorfi si fondono più facilmente dei polimeri di semi-cristallizzazione, che possono essere difficili da fondere uniformemente. Per agevolare il processo di stampaggio a iniezione seguite questi suggerimenti:

Materiali amorfi

Quando si stampano materiali amorfi, il sovraimballaggio dovrebbe essere un problema. Aspettatevi che le parti si attacchino allo stampo. Inoltre, i componenti possono incrinarsi durante l'espulsione. 

Per condizioni di stampaggio ottimali:

• Iniettare il materiale utilizzando l'alta pressione
• Ridurre gradualmente la pressione della confezione
• Ridurre lo stress interno con alte temperature di forma 

Materiali di semi-cristallizzazione

Il sottoimballaggio dovrebbe essere un problema, che può causare sprofondamenti e vuoti e un basso peso della parte. Un'altra grande preoccupazione è l'incompleta cristallizzazione. Ciò può causare deformazione e restringimento. 

Per condizioni di stampaggio ottimali:

• Iniettare utilizzando una pressione moderata
• Imballare con pressione costante
• Utilizzare temperature di formatura elevate per favorire la cristallizzazione 

Il processo di solidificazione

Infine, ecco cosa dovreste sapere sul processo di solidificazione:

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