Para reducir la contracción lineal en el moldeo de polipropileno, aumente la presión de mantenimiento y mantenga hasta que la entrada se congele, use un molde más frío y dé a la pieza más tiempo de enfriamiento; cuando los ajustes de la prensa se agoten, pase a un compuesto con fibra de vidrio o talco o a un grado copolímero.
El polipropileno sin carga se contrae aproximadamente 1–2 % en el molde, dependiendo del espesor de pared y de las condiciones de moldeo. Esa es la contracción lineal, medida por separado a lo largo de la dirección del flujo de fundido y transversalmente a ella, y en el PP sin carga la cifra transversal suele ser mayor, así que compare un cambio solo dentro de una dirección.
Reducir la contracción en la prensa o en la resina es la solución para un molde que ya está cortado. En una herramienta nueva, la cavidad se hace sobredimensionada por la contracción esperada, tomada de piezas moldeadas en condiciones comparables.
Ajustes de proceso que reducen la contracción
La presión de mantenimiento mueve la contracción del polipropileno más que cualquier otro ajuste de moldeo, con la temperatura del fundido y del molde a continuación; el tiempo de mantenimiento y el tiempo de enfriamiento importan menos, y cada uno solo hasta un límite.
La velocidad de inyección apenas cambia la contracción del PP.
El espesor de pared, las nervaduras y la posición de la entrada también cambian la contracción, pero están fijados en el diseño de la pieza y de la herramienta.
Presión y tiempo de mantenimiento
La presión de mantenimiento reduce la contracción del polipropileno de forma constante mientras la entrada está abierta: en un estudio doctoral sobre placas de PP heterofásico, la contracción en el plano cayó aproximadamente 0,14 puntos porcentuales por cada 10 MPa de presión de mantenimiento añadida, por igual a lo largo y a través del flujo.
El tiempo de mantenimiento ayuda solo hasta que la entrada se congela. Encuentre el punto de congelación con un estudio de congelación de entrada y ajuste el mantenimiento justo después de él.
Una entrada demasiado pequeña para la pared se congela antes de que la pieza esté completamente compactada, y más allá de ese punto ni más presión ni un mantenimiento más largo cambian la pieza; agrande la entrada.
Verifique el colchón antes de aumentar la presión: un colchón que varía de disparo a disparo, o un husillo que llega al fondo, significa que la presión de mantenimiento no está llegando al fundido de forma consistente, y la contracción varía con ella.
Temperatura del Molde
Un molde más frío reduce la contracción del polipropileno, porque una pieza que se enfría más rápido cristaliza menos. En un estudio de 2021, las probetas de PP medidas 1 h después del moldeo se contrajeron 1,38 % desde un molde a 20 °C y 1,51 % desde un molde a 80 °C.
El recocido no reduce la contracción: en el estudio de 2021, el recocido eliminó la diferencia de contracción entre las probetas a 20 °C y 80 °C.
Juzgue cualquier cambio de proceso en piezas de la misma edad, medidas al menos 24 h después del moldeo.
Temperatura de Fusión
Un fundido más caliente reduce ligeramente la contracción del polipropileno, lo contrario de lo que aconsejan muchas tablas de solución de problemas. En un estudio de ocho grados de PP, la contracción cayó 0,001 mm/mm (0,1 puntos porcentuales) por cada 27,8 °C de temperatura de fundido añadida.
El efecto es pequeño, así que aumente la temperatura del fundido solo dentro de la ventana de procesamiento del grado, y solo después de la presión de mantenimiento y la temperatura del molde.
Tiempo de Enfriamiento
Un enfriamiento más largo sí reduce la contracción del polipropileno, con rendimientos decrecientes: la pieza se expulsa más fría, así que más de su contracción ocurre mientras la cavidad todavía la mantiene a medida.
Cuando el ciclo no puede crecer, aumente la presión de mantenimiento, que no añade tiempo, y baje la temperatura del molde, que expulsa la pieza más fría al mismo tiempo de enfriamiento y reduce la contracción por sí sola.
Cambios de material que reducen la contracción
Las cargas reducen la contracción del polipropileno más que nada, la fibra de vidrio más que el talco. Un grado copolímero se contrae menos que un homopolímero, y los agentes nucleantes aumentan la contracción.
El elastómero por sí solo no reduce la contracción de forma fiable.
No hemos encontrado datos independientes sobre lo que los masterbatches de baja contracción hacen al PP, así que solicite la contracción en ambas direcciones en una pieza como la suya antes de comprar.
El espumado con un agente de soplado químico reduce las marcas de hundimiento pero no reduce la contracción lineal a lo largo del flujo.
Grados de PP de menor contracción
Entre los sin carga grados de polipropileno, el copolímero aleatorio se contrae menos, el copolímero de impacto le sigue y el homopolímero más. En los ejemplos de una patente sobre placas de 2 mm medidas 48 h después del moldeo, un copolímero aleatorio no nucleado se contrajo 0,98 % a lo largo del flujo frente a 1,34 % para un homopolímero; las resinas también diferían en MFR, así que no toda la diferencia proviene de la familia.
En los ensayos de moldeo de un productor sobre cubetas de 10 litros, aumentar el MFR redujo la contracción en la dirección del flujo pero aumentó la contracción transversal al flujo, así que el MFR no es una palanca limpia.
Pasar de homopolímero a un copolímero también sacrifica algo de rigidez, así que verifique el caso de carga de la pieza contra los tres grados principales de PP antes de cambiar.
Talco y cargas minerales
El talco reduce la contracción del polipropileno de forma modesta y uniforme en ambas direcciones. En un estudio de 2019 sobre placas de 1,8 mm medidas 48 h después del moldeo, cada 5 wt % de talco restó aproximadamente 0,11 puntos porcentuales a la contracción a lo largo del flujo y 0,105 puntos a través de él, y una carga de 5 wt % casi no cambió nada.
Fibra de vidrio
La fibra de vidrio reduce la contracción del polipropileno mucho más que el talco, pero principalmente a lo largo del flujo, lo que deja la pieza propensa a alabearse. En un estudio de 2019 sobre placas de PP de 1,8 mm con 20 wt % de carga, el PP con fibra de vidrio se contrajo 0,277 % a lo largo del flujo y 0,462 % a través de él, frente a 1,257 % y 1,216 % para el PP con carga de talco.
En las hojas de datos ISO 294-4 de los productores, los grados de PP con 30 % de fibra de vidrio indican 0,2–0,5 % de contracción a lo largo del flujo y 0,5–1,2 % a través de él, así que pregunte a qué dirección se refiere una cifra única citada.
Agentes nucleantes
Los agentes nucleantes no reducen la contracción del polipropileno; en los datos medidos la aumentan, principalmente en dirección transversal al flujo, porque el PP nucleado cristaliza más rápido y en mayor grado.
En los ejemplos de una patente sobre placas de homopolímero de 2 mm medidas 48 h después del moldeo, 1.000 ppm de NA-11 aumentaron la contracción transversal al flujo de 1,54 % a 2,24 %.
Cuando un nucleante está en la formulación para rigidez o un ciclo más corto, tenga en cuenta la contracción que añade.