Wtryskiwanie tworzyw ciekłokrystalicznych

Wtryskiwanie tworzyw ciekłokrystalicznych różni się od innych procesów wtryskiwania. Dlatego warto poznać te różnice.

Ciekłokrystaliczne tworzywa sztuczne (LCP) służą do produkcji cienkościennych wyprasek o nadzwyczajnych własnościach mechanicznych. Należy jednak pamiętać o kilku charakterystycznych elementach związanych z procesem wtryskiwania i z budową formy. Najważniejsze z nich to duże ścinanie wskutek szybkiego wtryskiwania oraz konieczność bardzo dobrego odpowietrzania formy.

Wśród tworzyw sztucznych tworzywa ciekłokrystaliczne (Liquid Crystal Polymers LCP) zajmują pozycję wyjątkową pod wieloma względami. Składają się z dużych cząsteczek, które również po stopieniu tworzywa pozostają krystalitami o kształcie pręcików. Wpływa to zarówno na własności materiału, jak i na jego przetwórstwo.

Jest tak, gdyż entalpia (zawartość ciepła) stopów LCP jest bardzo mała tym samym więc w razie przestoju stopu prawie natychmiast zachodzi krystalizacja. Płynność stopu LCP jest bardzo dobra i zwiększa się wraz ze wzrostem prędkości ścinania (temperatury). Z kolei duża prędkość wtrysku i ścinanie w formie powodują polepszenie własności mechanicznych. Warto też wiedzieć, że własności LCP są tym lepsze, im mniejsza jest grubość ścianki, ponieważ cząsteczki mogą wówczas osiągnąć lepszy stan uporządkowania. Z tego też powodu polimer ten szczególnie dobrze nadaje się do produkcji małych, cienkościennych i silnie użebrowanych elementów konstrukcyjnych.

Handlowe typy tworzyw ciekłokrystalicznych są wzmocnione włóknem szklanym lub wzmacniaczami mineralnymi. Wypraski z tego tworzywa charakteryzują się dużą wytrzymałością przy dobrej sprężystości i mogą być użytkowane w temperaturach dochodzących niemal do 300 st. C. Mają przy tym bardzo małą rozszerzalność cieplną i samoistnie nie podtrzymują palenia. Typowymi przykładami zastosowań są narażone na duże obciążenia mechaniczne i odporne termicznie elementy konstrukcyjne o filigranowej strukturze. Są one stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, elektrotechnicznym i elektronicznym.

Do przetwórstwa tworzyw ciekłokrystalicznych stosunkowo najlepiej nadają się ślimaki trzystrefowe o długiej strefie zasilania, stopniu sprężania od 2,0 do 3,5 i stosunku L:D od 18:1 do 20:1. Z uwagi na wysoką temperaturę stopu 350 - 380 st. C należy w cylindrze uplastyczniającym i w dyszy maszyny stosować ceramiczne grzałki opaskowe o dużej mocy.

Do dokładnego regulowania temperatury niezbędne są precyzyjne regulatory z co najmniej czterema strefami regulacji - trzy strefy dla stref funkcyjnych cylindra uplastyczniającego i jedna dla dyszy. Ponadto konieczne jest regulowane chłodzenie strefy leja zasypowego.