PS poliestireno - Polímeros termoplásticos, elastómeros reciclados

Ciertos medios pueden iniciar el agrietamiento en molduras de PS sometidas a esfuerzos mecánicos externos o internos. El agrietamiento puede ser inducido incluso por agentes que normalmente no atacan o apenas atacan las molduras no sometidas a tensiones. Por ejemplo, los hidrocarburos alifáticos como el heptano tienen un efecto muy fuerte en la activación de ESCR tanto en GPPS como en grados de alto impacto. Se dice que un medio inicia los ESCR si su presencia reduce la capacidad de carga dependiente del tiempo en comparación con el comportamiento en un entorno neutral. La prueba de fluencia por tracción es un ejemplo de un método que puede emplearse para tal evaluación. La resistencia a los ESCR depende no solo del tipo de producto en cuestión, sino también de su estado después del procesamiento. Si se quiere evitar el daño por ESCR, no es suficiente conocer las propiedades del producto, pero es igualmente importante controlar rigurosamente la calidad de las molduras.

Como todos los termoplásticos, el PS es un fluido no newtoniano. Esto significa que la viscosidad depende no solo de la temperatura sino también de la velocidad de cizallamiento. Como resultado, el aumento del flujo de masa fundida es desproporcional al aumento de presión. La velocidad de corte D en una boquilla circular es proporcional al rendimiento Q e inversamente proporcional al cubo del radio r como lo indica la fórmula:

D = 4Q / (π r³)

El poliestireno es resistente al agua, álcalis y ácidos minerales diluidos, así como a soluciones acuosas de la mayoría de las sales, a) inorgánicos yb) orgánicos. El poliestireno también es atacado por ácido sulfúrico concentrado y agentes oxidantes fuertes, por ejemplo, agua con bromo, agua con cloro, ácido nítrico y solución de hipoclorito de sodio. Sin embargo, algunos disolventes orgánicos lo hinchan y otros lo disuelven. Esto es cierto para los hidrocarburos aromáticos y clorados, éteres, ésteres y cetonas.

Como todos los plásticos, el PS tiene cierta permeabilidad a los gases y vapores, que aumenta con el aumento de temperatura. La permeabilidad al gas de PS aumenta con la introducción de caucho (ver valores de GPPS versus HIPS) debido al gran volumen libre de la fase de caucho de PB. Es un factor particularmente importante en el diseño de envases para productos, que tienen un sabor u olor pronunciado, ya que es posible que los aromas escapen y también que los gases y vapores penetren desde el exterior. La difusión de aromas hacia el exterior conduce a un cambio en el sabor, especialmente cuando los componentes individuales del sabor se difunden a diferentes velocidades. El riesgo de cambios provocados por la penetración de gases es especialmente elevado en el caso del oxígeno atmosférico, que puede provocar la degradación oxidativa de los componentes o dar lugar a procesos microbiológicos. Debido a su carácter no polar, el PS muestra solo una ligera tendencia a absorber agua.

El poliestireno se moldea por inyección predominantemente en máquinas de tipo tornillo. Solo en casos excepcionales, por ejemplo, molduras con efecto mármol, se utilizan máquinas de moldeo por inyección con tornillos o pistones especiales. Debido a su estructura amorfa, las masas de moldeo de PS tienen no solo un amplio rango de procesamiento, sino también una baja tendencia a deformarse y mostrar una baja contracción. Se pueden utilizar tornillos convencionales para todo uso. Se obtienen buenos resultados utilizando tornillos de tres zonas que tienen una relación longitud/diámetro (L/D) de 16:1 a 20:1. Aunque los tornillos más largos funden los gránulos de manera más uniforme, al mismo tiempo aumentan el tiempo de residencia de la masa de moldeo en el cilindro. Una forma confiable de garantizar un efecto de amortiguación constante y una presión de seguimiento es instalar una válvula de retención que evite que la masa fundida fluya hacia atrás en los vuelos del tornillo frontal durante las fases de inyección y seguimiento. Dado que se encuentran disponibles diseños que brindan un flujo excelente, siempre se debe usar una válvula de retención como una cuestión de principio al fabricar piezas de precisión. Sin embargo, no se debe permitir que el tornillo gire durante la inyección, de lo contrario se pueden producir daños en la máquina. Las molduras de paredes gruesas frecuentemente requieren ciclos de varios minutos. Si, en tales casos, la composición de moldeo por inyección no se elimina completamente del orificio de la boquilla, puede enfriarse excesivamente allí y, por lo tanto, dar lugar a rayas en el siguiente disparo. Los mejores resultados se han obtenido mediante boquillas con válvulas de aguja accionadas mecánica o hidráulicamente, aunque la caída de presión en dicha boquilla no es despreciable. En principio, son posibles todos los tipos de puertas convencionales. La sección transversal de la compuerta debe ser lo suficientemente grande para evitar temperaturas de fusión y presiones de inyección innecesariamente altas, que podrían provocar rayas, marcas de quemaduras, huecos y marcas de hundimiento. Como regla general, el PS se puede desmoldar sin dificultad. Una conicidad de 1: 100 o 30 en un lado es un calado suficientemente grande. De hecho, si el molde se pule en la dirección de la máquina, los calados de hasta 10 son adecuados. Los insertos de metal no obstruyen el flujo uniforme de PS, pero deben calentarse a 80-120°C antes de colocarlos en el molde para evitar tensiones de moldeado. Deben estar bien desengrasados ​​y fijados en el molde mediante cantos fresados, ranuras circunferenciales o similares. Los bordes de metal deben estar bien redondeados. El poliestireno se puede moldear por inyección a temperaturas de fusión entre 180°C y 260°C. La temperatura de fusión tiene una influencia significativa sobre la tenacidad de las piezas acabadas, particularmente la de la masa de moldeo de poliestireno modificado con caucho. Si el tiempo de residencia de la masa fundida en el tambor es relativamente largo, la temperatura no debería estar en el límite superior del intervalo o incluso por encima de él, de lo contrario puede producirse una degradación térmica y / o un aumento del contenido de estireno residual. La degradación térmica generalmente puede reconocerse por rayas plateadas o marcas de quemaduras. También puede ocurrir un cambio de color. La temperatura de la masa fundida se controla mejor por medio de un termómetro de penetración en la composición extraída. Las características de alimentación de PS están influenciadas por la geometría del tornillo y la velocidad de rotación, la contrapresión, los ajustes de temperatura en las secciones de plastificación y alimentación y también por la forma y naturaleza de los gránulos (lubricados externamente o sin lubricar). Como regla general, el PS puede plastificarse uniformemente y sin degradación térmica incluso a altas velocidades de tornillo. Normalmente, la capacidad de plastificación aumenta con el aumento de temperatura. Una regla general para el PS es que el molde debe llenarse lo más rápido posible para evitar marcas en las líneas de soldadura y para garantizar que las líneas de soldadura sean lo más fuertes posible. Otra ventaja de una alta tasa de inyección para la mayoría de los PS es que produce molduras brillantes y brillantes. Los grados de PS para los que la inyección muy rápida puede tener un efecto perjudicial son los grados de alto impacto con alta resistencia a la deformación por calor, en cuyo caso pueden aparecer zonas concéntricas mate alrededor del tornillo en algunas circunstancias. Los productos de color oscuro son particularmente propensos a este efecto. Las fluctuaciones en la velocidad de inyección también pueden causar rayas mate en estos productos. En tales casos, una inyección más lenta a temperaturas más altas de fusión y del molde conduce a un flujo más uniforme y mejora la superficie. Se deben tomar medidas para garantizar que el aire pueda escapar fácilmente del molde en puntos adecuados para evitar quemaduras como resultado del aire comprimido (efecto diesel). Para obtener piezas moldeadas por inyección de alta calidad y evitar la formación de huecos, la presión de seguimiento y el tiempo de avance del tornillo deben ser lo suficientemente altos para compensar la contracción de volumen al enfriar la masa fundida. Esto requiere que las compuertas sean lo suficientemente grandes para evitar que la masa fundida se solidifique en su vecindad antes de que haya transcurrido el tiempo de avance del tornillo y, por lo tanto, detenga la presión de seguimiento para que no actúe sobre la moldura mientras todavía es plástico en el interior. Sin embargo, la expansión de volumen experimentada por el PS como resultado del calentamiento puede compensarse con creces mediante la alta presión. Un factor que definitivamente afecta la duración del ciclo de inyección es el tiempo que tarda el PS en enfriarse desde la temperatura de fusión hasta el punto de solidificación. Cuanto menor sea esta diferencia de temperatura, menor será el tiempo de enfriamiento y, por tanto, normalmente el tiempo del ciclo. La diferencia entre la temperatura de fusión y el punto de solidificación depende del grado de PS particular. Una medida del punto de solidificación es la temperatura de ablandamiento Vicat. Cuanto mayor sea el flujo de PS, menor será la temperatura a la que se puede procesar, por lo que los grados de PS que fluyen fácilmente y al mismo tiempo se solidifican rápidamente pueden procesarse más rápidamente. El PS, como polímero amorfo, sufre una contracción considerablemente menor que los plásticos parcialmente cristalinos. Aunque es principalmente una propiedad del material, también se ve influida decisivamente por la geometría de las molduras (contracción restringida o libre) y por las condiciones de procesamiento como la temperatura de fusión, la temperatura de la superficie del molde y la presión de seguimiento. La interacción local entre estos parámetros puede causar grandes diferencias en la contracción dentro de una misma moldura. Como regla general, la contracción de procesamiento está entre 0.4% y 0.7%, pero en casos excepcionales puede ser significativamente por debajo del 0,4%. Incluso puede ser cero en zonas dentro de la moldura que están sujetas a una alta presión de permanencia (cerca del bebedero). Después de que la contracción puede despreciarse en la mayoría de las aplicaciones, representa aproximadamente el 10% de la contracción total. La mayoría de los polímeros de estireno están moldeados por inyección. Las temperaturas de fusión varían de 180 a 280°C, las temperaturas del molde de 5°C (artículos producidos en masa de corta duración) a 80°C. Las bajas temperaturas del molde y las altas tasas de inyección causan tensiones y orientación congeladas y reducirán la calidad a largo plazo de las piezas producidas. La baja contracción facilita el moldeo de precisión. Los modificadores de impacto aumentan la viscosidad de la masa fundida, disminuyendo así la velocidad de flujo de la masa fundida. Los grados con agentes de expansión añadidos pueden moldearse por inyección en piezas estructurales. En general, todos los polímeros de estireno pueden extruirse en perfiles, películas y láminas (PS-S). SB y ABS en particular se utilizan para producir láminas para termoformado de componentes de área grande. El moldeo por inyección y extrusión por soplado son métodos de procesamiento comunes. La metalización al vacío de PS estándar con aluminio da como resultado superficies espejadas. El ABS, en particular, es muy adecuado para el recubrimiento después de un tratamiento previo especial de la superficie. Es posible pintar, imprimir y etiquetar con láser. La adhesión se puede lograr con pegamentos que se ajustan al tipo de polímero, o con adhesivos de 2 componentes. Se pueden utilizar procesos de soldadura comunes utilizados para materiales termoplásticos.