11 распространенных материалов для литья пластмасс под давлением

Литье пластмасс под давлением — один из самых популярных производственных процессов, применяемых в большинстве отраслей промышленности, от автомобилестроения и электроники до производства медицинского оборудования, товаров народного потребления и упаковки. Выбор материала является ключевым фактором, определяющим характеристики, стоимость и надежность продукции, и его нельзя игнорировать! Здесь мы представляем некоторые из наиболее распространенных пластмасс, используемых для литья пластмасс под давлением, и предоставляем другую ценную информацию, которая поможет вам выбрать оптимальный материал для вашего применения.

Часть 1. Какой тип пластика используется при литье под давлением?

В технологиях литья под давлением правильный выбор пластика имеет решающее значение для достижения желаемого сочетания эксплуатационных характеристик, прочности, цены и эстетики. Различные пластики обладают разными свойствами, такими как прочность, гибкость, прозрачность, химическая стойкость и термическая стабильность, что делает их хорошо подходящими для использования в конкретных областях применения. В этой статье мы представляем наиболее широко используемые пластики для литья под давлением.

1. АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол)

АБС-пластик — это терполимер, состоящий из трех мономеров: бутадиена, стирола и акрилонитрила. Каждый из них обладает определенными характеристиками: акрилонитрил обеспечивает термическую стабильность и химическую стойкость, бутадиен — прочность и ударопрочность; наконец, стирол обеспечивает жесткость гладкой и твердой поверхности.

Механические свойства:

• lВысокая прочность на разрыв и жесткость
• lХорошая ударопрочность, даже при низких температурах
• Хорошая размерная стабильность
• lУмеренная химическая и термическая стойкость

Характеристики обработки

АБС-пластик легко формуется и обеспечивает высококачественную отделку поверхности, поэтому подходит для покраски, гальванизации и склеивания. Он чувствителен к УФ-излучению, если не стабилизирован добавками.

Преимущества недостатки:

✅ Твердый, прочный и универсальный

✅ Отличная отделка поверхности (можно красить или покрывать металлом)

❌ Плохая устойчивость к погодным условиям и ультрафиолетовому излучению при отсутствии стабилизаторов

❌ Плохая устойчивость к сильным растворителям

Области применения:

Внутренняя отделка автомобиля, компоненты приборной панели, корпуса бытовой техники, игрушки (кирпичи LEGO), корпуса электроники и средства защиты головы.

2. ПП (полипропилен)

Полипропилен — полукристаллический термопластик, получаемый полимеризацией мономеров пропилена. Он обладает высокой стойкостью к большинству растворителей, кислот и оснований.

Механические свойства:

• Низкая плотность и вес
• Высокая прочность на изгиб при усталости (живые шарниры)
• Хорошая химическая стойкость
• Умеренная прочность на растяжение
• Ударная вязкость сравнительно низкая по сравнению с АБС или ПК

Характеристики обработки:

ПП легко обрабатывается, даёт небольшую усадку, но может деформироваться при формовании сложных форм. Он обладает лучшей текучестью, что позволяет использовать его для производства тонкостенных компонентов. Благодаря своей нетоксичности, он доступен в вариантах, контактирующих с пищевыми продуктами.

Преимущества недостатки:

✅ Легкий и экономичный

✅ Устойчив к химикатам, усталости и влаге

✅ Безопасно для медицинских и пищевых продуктов

❌ Плохая устойчивость к УФ-излучению, если не внесены изменения

❌ Хрупкий при низких температурах

Области применения

Контейнеры для упаковки пищевых продуктов, медицинские шприцы, коробки для домашнего хранения, крышки автомобильных аккумуляторов, одежда и многоразовые бутылки для воды.

3. ПК (Поликарбонат)

Поликарбонат — это аморфный термопластик, изготовленный из бисфенола А (БФА) и фосгена. В его химическом составе присутствуют карбонатные группы, которые делают его прочным и прозрачным.

Механические свойства:

• Отличная ударопрочность (практически неразрушим)
• Отличная оптическая прозрачность и прозрачность
• Хорошая стабильность размеров
• Термостойкость до 135°C (275°F)
• Огнестойкость при модификации добавками

Характеристики обработки

Перед формованием поликарбонат необходимо тщательно просушить, так как он чувствителен к влаге. Из него можно формовать очень тонкие детали, но обработка требует довольно высоких температур.

Преимущества недостатки:

✅ Твердый, прозрачный и термостойкий

✅ Отличные электроизоляционные характеристики

✅ Подходит для замены стекла в большинстве случаев применения

❌ Дороже, чем обычные пластмассы

❌ Подвержен царапинам и химическому воздействию (например, растворителям)

Области применения

Оптические линзы, защитные очки, корпусы автомобильных фар, компакт-диски, медицинское оборудование, защитные экраны и пуленепробиваемые окна.

4. ПА (полиамид, нейлон)

Нейлон — семейство синтетических полимерных пластиков с амидными связями (-CONH-). Распространенные марки — ПА6 и ПА66, обладающие несколько различающимися механическими и термическими свойствами.

Механические свойства:

• Высокая прочность на растяжение и ударная вязкость
• Хорошая износостойкость и стойкость к истиранию
• Самосмазывающийся с низким коэффициентом трения
• Хорошая термостойкость (температура плавления ~220°C для PA66)
• Впитывает влагу, что может повлиять на размеры

Характеристики обработки:

Перед формованием необходимо тщательно высушить, чтобы избежать гидролитического разложения. Необходимо учитывать усадку, особенно для марок, армированных стекловолокном.

Преимущества недостатки:

✅ Высокая прочность, износостойкость и долговечность

✅Подходит для высоконагруженных механических деталей

✅ Может быть армирован стекловолокном для жесткости

❌ Впитывает воду, что приводит к нестабильности размеров

❌ Снижение УФ-стабильности без стабилизаторов

Области применения:

Шестерни, подшипники, втулки, подкапотные автомобильные детали, электрические разъемы и промышленные крепежи.

5. ПС (Полистирол)

Полистирол — аморфный термопластик, получаемый из мономеров стирола. Он выпускается в двух вариантах: полистирол общего назначения (GPPS) и ударопрочный полистирол (HIPS).

Механические свойства:

• Легкий и жесткий
• Хорошая стабильность размеров
• Прозрачный в GPPS, непрозрачный в HIPS
• Низкая ударопрочность (за исключением марок HIPS)

Характеристики обработки:

Легко обрабатывается и дешев, но чрезвычайно хрупкий. Вспененный полистирол (EPS) вспенивается в пену для использования в изоляции и упаковке.

Преимущества недостатки:

✅ Дешевый и легко формуемый

✅ Отличная прозрачность (GPPS) или ударопрочность (HIPS)

✅ Высокая доступность

❌ Хрупкий и склонный к трещинам

❌ Плохая устойчивость к нагреванию и растворителям

Области применения:

Упаковочные коробки, одноразовые столовые приборы, лабораторное оборудование, изоляционные плиты и защитная упаковочная пена.

6. ПОМ (полиоксиметилен, ацеталь)

ПОМ — это полукристаллический формальдегидный полимер. Выпускается в виде гомополимеров и сополимеров.

Механические свойства:

• Очень жесткий и прочный
• Низкий износ и высокое трение
• Сильное сопротивление ползучести
• Высокая усталостная выносливость
• Рабочая температура до 100–120°С

Характеристики обработки:

Легко обрабатывается и обладает хорошей размерной стабильностью, но чувствителен к сильным кислотам и окислителям. Требует правильной конструкции пресс-формы для минимизации усадки.

Преимущества недостатки:

✅ Отличная замена металла в прецизионных деталях

✅ Низкое трение и низкая шероховатость поверхности

✅ Отличная размерная стабильность

❌ Плохая химическая стойкость (щелочи, кислоты)

❌Нет эффективной защиты от ультрафиолета снаружи

Области применения:

Прецизионные шестерни, подшипники, детали топливной системы автомобиля, конвейерные ленты, молнии и электроизоляторы.

7. ПММА (полиметилметакрилат, акрил)

ПММА — прозрачный термопластик, получаемый из метилметакрилата. Его также называют акрилом или оргстеклом.

Механические свойства:

• Отличная оптическая прозрачность (пропускание света 92%, лучше, чем у стекла)
• Хорошая жесткость и твердость
• Плохая ударопрочность (хуже, чем у ПК)
• Отличная устойчивость к погодным условиям и ультрафиолетовому излучению

Характеристики обработки:

Легко полируется и формуется, поэтому отлично подходит для изготовления прозрачных деталей. Однако, в отличие от ПК, он хрупкий.

Преимущества недостатки:

✅ Высокий блеск поверхности и прозрачность

✅ Устойчив к погодным условиям и ультрафиолетовому излучению

✅ Легче стекла

❌ Более низкая ударопрочность, чем у ПК

❌ Подвержен растрескиванию под действием напряжений

Области применения:

Световые кожухи, дисплеи, аквариумы, защитные экраны, задние фонари для автомобилей и рекламные вывески.

8. ПЭТ (полиэтилентерефталат).

ПЭТ — это полукристаллический термопластичный полиэфир, который изготавливается из терефталевой кислоты и этиленгликоля.

Механические свойства:

• Высокая прочность на растяжение
• Хорошая стабильность размеров
• Хорошая химическая и влагостойкость
• Для инженерных применений доступны термостойкие марки.

Характеристики обработки:

Требует сушки перед обработкой. Можно формовать как прозрачные, так и непрозрачные изделия. Подлежит переработке (ПЭТ-бутылки широко перерабатываются).

Преимущества недостатки:

✅ Стабильный, прочный и пригодный для вторичной переработки

✅ Отличные барьерные свойства для газов и воды

✅ Широкий диапазон окна обработки

❌ Чувствительность к гидролизу при формовании

❌ Хрупкий, если не модифицирован

Области примененияs:

Емкости для бутылок с напитками, упаковка для продуктов питания, автомобильные компоненты, текстиль (полиэфирные волокна) и электрические корпуса.

9. ПЭ (полиэтилен – HDPE и LDPE)

ПЭ — это недорогой углеводородный полимер различной плотности. ПЭВП отличается высокой степенью кристалличности, а ПЭНП — разветвлённостью.

Механические свойства:

• Малый вес при высокой ударной прочности
• Хорошая химическая и влагостойкость
• ПЭНП: гибкий, низкой прочности
• HDPE: жесткий, прочнее, чем LDPE

Характеристики обработки:

Легко формуется и экструдируется, широко доступен по низким ценам. Распространены варианты, пригодные для пищевой промышленности.

Преимущества недостатки:

✅ Безопасен для контакта с пищевыми продуктами, нетоксичен

✅Химически и влагостойкий

✅ Гибкий (ПЭНП) или жесткий (ПЭВП) характер

❌ Плохая устойчивость к высоким температурам

❌ Ограниченная способность к склеиванию/покраске

Области применения:

Бутылки, контейнеры, трубы, игрушки, пленки и кабельная изоляция.

10. ПВХ (поливинилхлорид)

ПВХ — универсальный термопластичный полимер, состоящий из мономеров винилхлорида. Выпускается в жёстком (НПВХ) и гибком (с пластификаторами) вариантах.

Механические свойства:

• Прочный и сильный
• Естественная огнестойкость
• Химическая стойкость хорошая.
• Жесткий в жесткой форме, гибкий с добавлением

Характеристики обработки:

Легко формуется и экструдируется. Для изменения свойств иногда добавляют пластификаторы и стабилизаторы.

Преимущества недостатки

✅ Низкая стоимость и универсальность

✅ Отличная химическая и атмосферная стойкость

✅ Огнестойкий, без добавок

❌ Экологические проблемы, связанные с добавками (фталатами)

❌ Выделяет токсичные пары при горении

Области применения:

Трубы, строительные секции, оконные рамы, напольные покрытия, кабели и медицинские трубки.

11. PEEK (полиэфирэфиркетон)

ПЭЭК — высокоэффективный полукристаллический термопластик из семейства полиарилэфиркетонов. Он отличается превосходной термической и химической стойкостью.

Механические характеристики:

• Высокая механическая прочность и жесткость
• Отличная усталостная стойкость и износостойкость
• Сохраняет свойства до температуры 250°C
• Устойчив к радиации и агрессивным химикатам

Характеристики обработки:

Требует высоких температур обработки (350°C+). Дороже обычных пластиков, но его эксплуатационные характеристики оправдывают себя при использовании в жестких условиях.

Преимущества недостатки:

✅ Отличная стойкость к воздействию тепла, химикатов и износа

✅ Биосовместимость для медицинского применения

✅ Заменяет металл в высокопроизводительных применениях

❌ Очень дорогой по сравнению с обычным пластиком

❌Требуется специализированное оборудование для обработки

Области применения

Компоненты для аэрокосмической техники, медицинские приборы, детали для нефтегазовой отрасли, высокопроизводительные разъемы и детали трансмиссии транспортных средств.

Часть 2. Ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе пластмасс для литья под давлением

При выборе материала для литья под давлением крайне важно учитывать множество его свойств. Правильная оценка поможет гарантировать, что конечный продукт будет полностью соответствовать требованиям к производительности и стоимости. Вот основные моменты, которые следует учитывать:

Механические свойства

Пластиковые материалы значительно различаются по прочности, жёсткости и ударной вязкости, что определяет их поведение под нагрузкой. Зубчатые передачи и конструкционные детали требуют высокой прочности на разрыв и износостойкости, в то время как потребительские товары выигрывают от повышенной ударопрочности и гибкости.

Термостойкость

Во многих областях применения требуются термостойкие материалы, не деформирующиеся при высоких температурах, включая детали автомобильных двигателей, корпуса электрооборудования и компоненты сборочных узлов, использующие лёгкие узлы. Пластики с высокой температурой плавления и термостойкостью идеально подходят для этих целей.

Химическая стабильность

Пластики, которые контактируют с маслами, растворителями, кислотами или щелочами, должны быть химически стабильными, чтобы сохранять свои функции в агрессивных по отношению к ним средах (например, контейнеры автомобильных топливных систем и чистящие жидкости), для чего требуются материалы типа ПП или ПОМ, которые сохранят свою целостность при воздействии агрессивных жидкостей, таких как кислоты или щелочи.

Эффективность затрат

Цена на сырье и затраты на переработку напрямую влияют на общий бюджет производства. Хотя инженерные пластики, такие как ПЭЭК, обладают исключительными эксплуатационными характеристиками, они могут быть нерентабельны для крупносерийного производства товаров повседневного спроса. Производителям необходимо найти баланс между производительностью и стоимостью.

Технологичность

Каждый пластик предъявляет уникальные требования к формованию, такие как температура плавления, вязкость и скорость усадки. Пластики с желаемыми характеристиками текучести (например, полипропилен или ПБТ) наиболее эффективны в тонкостенных изделиях, в то время как для формования высокопрочных пластиков потребуется специальное оборудование и более строгие условия.

Эстетические требования и требования к поверхности

Привлекательные изделия требуют таких факторов, как прозрачность, блеск и возможность персонализации с точки зрения цвета и оптической прозрачности. Для достижения такого эффекта хорошо подходят материалы ПММА и ПК; АБС обеспечивает улучшенную отделку поверхности, подходящую для окраски или гальванизации.

Часть 3. Применение пластиковых материалов для литья под давлением

Пластиковые материалы для литья под давлением широко используются в различных отраслях промышленности благодаря своей универсальности, экономической эффективности и способности соответствовать специфическим техническим требованиям. Ниже приведены некоторые основные области применения:

Медицинская промышленность:

Такие пластики, как ПП, ПК и ПВХ, широко применяются в одноразовых медицинских изделиях и корпусах. ПП предпочтителен для шприцев, контейнеров и лабораторной посуды благодаря своей безопасности и химической стойкости. ПК используется в медицинских изделиях, требующих прочности и прозрачности, таких как кислородные маски и корпуса диагностических приборов. ПВХ, благодаря своей гибкости и стерилизуемости, используется в контейнерах для внутривенных вливаний, трубках и катетерах.

Потребительская электроника:

Такие пластики, как АБС, ПК и ПММА, используются для производства прочных, лёгких и красивых электронных устройств. АБС применяется для изготовления ударопрочных корпусов телефонов, пультов дистанционного управления и клавиатур. ПК широко применяется в корпусах ноутбуков и защитных чехлах, требующих термо- и ударопрочности. ПММА, обеспечивающий оптическую прозрачность, используется в дисплеях и световодах для мониторов и экранов.

Автомобильная промышленность:

Пластики, такие как АБС, ПА, ПП и ПК, широко используются для изготовления функциональных и косметических компонентов.

упаковочная промышленность

Такие пластики, как ПП, ПЭТ и ПС, широко используются в упаковочном секторе благодаря своей безопасности, лёгкости и экономичности. ПП используется в контейнерах и крышках для пищевых продуктов, ПЭТ — в бутылках и упаковке для пищевых продуктов, например, напитков, поскольку он пригоден для вторичной переработки и прозрачен, а ПС — в одноразовых стаканчиках, подносах и защитной упаковочной пене.

Промышленные компоненты

Высококачественные пластики, такие как ПОМ, ПА и ПЭЭК, играют важнейшую роль в производстве долговечных промышленных деталей. Низкий коэффициент трения и стабильность размеров ПОМ делают его пригодным для изготовления прецизионных зубчатых передач и деталей конвейеров. ПА широко используется в подшипниках, крепёжных изделиях и конструкционных деталях, требующих прочности и износостойкости. Несмотря на высокую стоимость, ПЭЭК находит применение в аэрокосмической, нефтегазовой и тяжёлой технике, где важны высокая химическая стойкость и устойчивость к высоким температурам.

KENENG: Ваш эксперт по материалам для литья под давлением

Тщательный выбор материалов для литья пластмасс под давлением может существенно повлиять на качество, долговечность и конкурентоспособность продукции на рынке. От распространённых материалов, таких как АБС, ПП и ПК, до высокопроизводительных полимеров, таких как ПЭЭК, каждый материал имеет своё конкретное применение и преимущества. При выборе материалов конструктор должен учитывать требования к продукту, условия переработки, ограничения по стоимости и экологические требования, чтобы принять оптимальное решение.

Компания KENENG , обладающая богатым опытом в сфере профессиональных услуг по литью под давлением, располагает профессиональной командой и обширными знаниями, позволяющими предлагать комплексные услуги — от проектирования пресс-форм и выбора материалов до пробных запусков и серийного производства. KENENG предлагает индивидуальные решения по литью под давлением в соответствии с требованиями заказчика для потребительской электроники, промышленных деталей и высокопроизводительных деталей, обеспечивая максимальную эффективность, качество и экономичность. Свяжитесь с ними прямо сейчас, чтобы разработать инновационный продукт.

Сопутствующее оборудование