El polipropileno se moldea en una máquina de inyección de tornillo estándar, sin secado para los grados sin carga, a una temperatura de masa fundida que los productores sitúan entre aproximadamente 200 °C y 260 °C, en un molde frío, con un llenado rápido y suficiente tiempo de compactación y enfriamiento para controlar una contracción del molde de aproximadamente 1–2 %.
El PP cristaliza a medida que se enfría, por lo que se contrae más que las resinas amorfas, y su baja viscosidad en estado fundido llena paredes delgadas y también fluye hacia cualquier hueco en una línea de partición o respiradero. Cuando un plano exige tolerancias ajustadas o pintura rutinaria, compare el PP con ABS antes de cortar el molde.
El PP moldeado resiste los disolventes, por lo que la impresión, la pintura o el pegado requieren primero un tratamiento superficial.
¿Necesita secado el polipropileno?
El polipropileno sin carga no necesita secado antes del moldeo. La guía de procesamiento de polipropileno de INEOS indica que el presecado no es necesario en condiciones normales, y las hojas de datos de Borealis para sus grados sin carga solo piden que la resina se almacene seca y por debajo de 50 °C.
Los grados con carga son la excepción: los compuestos de polipropileno con fibra de vidrio y con carga mineral de Borealis requieren un presecado de aproximadamente 2 horas a 80 °C.
El plateado es la señal habitual de resina húmeda, pero la tabla de solución de problemas de INEOS también lo atribuye en el PP a un molde que suda, un frente de flujo desordenado y una compactación insuficiente. Verifique la cara del molde en busca de condensación antes de añadir un paso de secado.
Ajustes de proceso para el polipropileno
La temperatura del barril y la presión de inyección son lo más importante al moldear polipropileno; INEOS las denomina las dos variables más importantes que tiene un moldeador.
Temperatura de Fusión
Moldee el polipropileno a la temperatura de masa fundida que su productor indica para el grado: la guía de inyección de PE/PP de Formosa da una temperatura de masa fundida de 400–470 °F (200–250 °C), y los grados de inyección sin carga de Borealis suelen situarse entre 210 °C y 260 °C.
La ventana de Formosa es la masa fundida en sí. Tome un disparo al aire, léalo con una sonda de aguja y ajuste las zonas del barril, la velocidad del tornillo y la contrapresión hasta que la masa fundida quede dentro del rango.
INEOS, en cambio, cita puntos de consigna del cilindro, normalmente 400–525 °F (204–274 °C), por lo que una lectura del display del barril y una lectura de sonda no pueden compararse con el mismo número. La regla de INEOS para ajustar el cilindro parte de la pieza: hágalo funcionar 25–50 °F (14–28 °C) por encima de la temperatura mínima que llena la pieza, nunca por encima de 570 °F (299 °C), con la zona de alimentación 30–50 °F (17–28 °C) más fría que la boquilla.
En Borealis, el copolímero no necesita una masa fundida más caliente: con el mismo MFR, sus ventanas de copolímero de impacto y aleatorio comienzan 10–20 °C más bajas que las de sus homopolímeros y comparten su límite superior.
Temperatura del Molde
El polipropileno se procesa en un molde frío: para los grados sin carga, las ventanas de INEOS, Formosa y Borealis juntas abarcan de 10 °C a 66 °C, y la ventana propia de cada grado de Borealis es más estrecha.
Dentro de la ventana, un molde más caliente da mejores superficies y menos marcas de flujo, líneas de soldadura y piezas frágiles; uno más frío reduce la contracción, el alabeo, los hundimientos y el pegado en la cavidad. Mantenga ambas mitades del molde a la misma temperatura y mantenga el molde por encima del punto de rocío para que no sude.
Presión y velocidad de inyección
Llene el polipropileno rápido, a la presión que la pieza necesite para llenarse y compactarse: Formosa ajusta la velocidad de inyección lo más rápida posible sin defectos cosméticos, y Borealis marca la velocidad de inyección como alta en sus grados sin carga.
INEOS da la presión de inyección habitual del polipropileno como 1.000–1.500 psi (6,9–10,3 MPa), con los mejores resultados hasta aproximadamente el 75 % de la capacidad de la prensa, pero su guía no dice si se trata de presión hidráulica o de plástico.
Una prensa hidráulica multiplica su presión de manómetro por su relación de intensificación para alcanzar la presión de plástico en la boquilla; una prensa eléctrica lee la presión de plástico directamente. Cuando un molde de PP pasa entre prensas, transfiera la presión de plástico.
Presión y tiempo de mantenimiento
Mantenga el polipropileno hasta que la entrada se congele, a una presión de mantenimiento que Formosa sitúa en el 50–75 % de la presión de inyección. Borealis indica 200–500 bar (20–50 MPa) de presión de mantenimiento en sus grados sin carga como el mínimo para evitar marcas de hundimiento, sin decir si se trata de presión hidráulica o de plástico.
La compactación controla el tamaño de la pieza en el PP. La solución de INEOS para las piezas que salen pequeñas es más presión de compactación o más tiempo de compactación, y para las piezas que salen grandes, menos.
Contrapresión y velocidad del tornillo
Procese el polipropileno a baja contrapresión y velocidad de tornillo moderada: INEOS recomienda una contrapresión de 50–100 psi en el manómetro (aproximadamente 3,4–6,9 bar), y Formosa combina 50–200 psi de contrapresión con una velocidad de tornillo de 60–125 rpm.
Aumente la contrapresión solo cuando la masa fundida necesite más cizallamiento para la fusión o la mezcla de pigmentos. Si la recuperación tarda demasiado, aumente la velocidad del tornillo, reduzca la contrapresión o caliente las zonas traseras.
Tiempo de Enfriamiento
Una pieza de polipropileno necesita un tiempo de enfriamiento proporcional al cuadrado de su pared más gruesa, por lo que duplicar la pared cuadruplica el tiempo en el molde.
INEOS recomienda enfriar una pieza de polipropileno a aproximadamente 130 °F (54 °C) antes de la eyección.
Configuración de máquina y husillo
El polipropileno se procesa en máquinas de inyección estándar: INEOS indica que no se necesitan modificaciones, y Formosa especifica un husillo de propósito general de una sola etapa. Las cifras iniciales de los productores para dimensionar la prensa:
| Ajuste | Cifra inicial | Indicada por |
|---|---|---|
| Fuerza de cierre | 2 toneladas por in² de área proyectada de cavidad; al menos 4–6 toneladas por in² para piezas con bisagras integrales | Guía de INEOS |
| Tamaño de inyección | 40–60 % de la capacidad del barril | Guía PE/PP de Formosa |
| Cojín | 0,25 in (6,35 mm) máximo | Guía PE/PP de Formosa |
| Relación L/D del husillo | 20:1 a 24:1 | Guía PE/PP de Formosa |
| Relación de compresión del husillo | 2,5:1 a 3:1 | Guía PE/PP de Formosa |
Cuánto encoge el polipropileno
El polipropileno sin carga encoge aproximadamente 1–2 % en el molde. Borealis imprime 1–2 % en sus hojas de datos de homopolímero y copolímero sin carga, según el espesor de pared y las condiciones de moldeo, y la tabla de propiedades de INEOS sitúa el copolímero ligeramente por debajo del homopolímero.
El espesor de pared tiene el mayor efecto: en un estudio de ocho grados de PP, la contracción aumentó 0,001 mm/mm por cada 0,4 mm de pared añadido y disminuyó 0,001 mm/mm por cada 6,9 MPa de presión de cavidad añadida.
La contracción también continúa después de la eyección: en un estudio de 2021 de barras de polipropileno de 4 mm de un molde a 20 °C, la contracción aumentó de 1,38 % una hora después del moldeo a 1,56 % después de tres semanas, así que mida las piezas una vez que hayan envejecido.
Para las tolerancias, una referencia de diseño de PP da ±0,007 in en una dimensión de 1 in de una pieza de 0,125 in de espesor como comercial y ±0,0043 in como fina; la norma actual para tolerancias de piezas moldeadas es DIN ISO 20457.
Las paredes uniformes, y las nervaduras y jefes más delgados que la pared a la que se unen, mantienen la contracción uniforme.
Bisagras vivas
Una bisagra viva de polipropileno se moldea delgada, se llena mediante un único frente de fundido que cruza la bisagra en ángulo recto respecto a su longitud, y se flexiona mientras aún está caliente del molde.
La guía comercial sitúa el espesor de la bisagra viva en aproximadamente 0,23–0,38 mm (0,009–0,015 in).
Coloque la entrada de modo que el fundido alcance toda la longitud de la bisagra en el mismo momento. Cuando una entrada no pueda llenar de manera uniforme, coloque entradas en ambos lados de la bisagra para que los frentes se encuentren lejos de ella.
Las piezas con bisagra necesitan el factor de cierre más alto de INEOS y un molde rígido: las placas de molde que se flexionan solo 0,001–0,002 in tienen un efecto drástico en el rendimiento de la bisagra.
Dé a la bisagra su propio canal de control de temperatura. La guía de INEOS señala que el canal de la bisagra a menudo se opera en caliente, a 160–180 °F (71–82 °C), mientras que la guía de diseño de bisagras en la prensa comercial enfría la bisagra rápidamente; decida entre ambas mediante pruebas de flexión de las primeras piezas. Flexionar cada bisagra unas cuantas veces al salir del molde añade orientación y vida a la flexión.
Tanto el homopolímero como el copolímero producen bisagras duraderas: en una comparación publicada, ambos dieron una vida a la flexión más larga que un compuesto modificado con elastómero. El mejor impacto a baja temperatura del copolímero lo convierte en la opción más segura para una bisagra que verá servicio en frío.
Moldeo de polipropileno con carga
El polipropileno con carga de vidrio y talco se procesa a una temperatura de fundido muy similar a la de los grados sin carga, pero necesita pre-secado, un molde más caliente y ajustes de husillo más suaves, y encoge menos. En los datos de Borealis, la mayoría de los grados con carga mantienen la ventana de fundido de 220–260 °C de sus homopolímeros sin carga; lo que cambia es:
- Temperatura del molde: 30–50 °C en la mayoría de las hojas con carga y 40–80 °C para vidrio largo, donde varios grados sin carga se procesan a 10–30 °C.
- Husillo y llenado: contrapresión y velocidad del husillo de baja a media, y una velocidad del frente de flujo de 100–200 mm/s en los grados con vidrio.
Procese los grados de vidrio largo para mantener las fibras largas: funda los pellets rápidamente con poco trabajo en el husillo, y mantenga el flujo suave.
Las cargas reducen la contracción, el vidrio sobre todo, pero el vidrio la reduce de forma desigual: en un estudio de 2019 de placas de 1,8 mm con 20 % en peso de carga, la diferencia entre la contracción en dirección del flujo y transversal del PP con carga de vidrio fue aproximadamente cuatro veces y media la del PP con carga de talco.
Cuánto molido y polipropileno reciclado añadir
No existe una proporción fija de molido o polipropileno reciclado: las plantas utilizan desde nada, la respuesta habitual para piezas médicas, hasta 100 %, y la guía de INEOS se refiere a 30–40 % alimentados de vuelta a una tasa constante.
Tres hábitos mantienen predecible una mezcla con molido:
- Proporción constante: una ratio fija mantiene el MFR de la mezcla estable de disparo a disparo.
- Finos: tamícelos para eliminarlos, porque aparecen como motas.
- Comprobación del índice de fluidez: pruebe la mezcla; un estudio de 2016 sobre molido de PP trató un índice de fluidez en volumen superior a 1,5 veces el valor del virgen como señal de degradación molecular.
Para fijar el límite propio de una planta, moldee piezas con resina virgen y de nuevo tras cinco pasadas de molido; si las piezas de la quinta pasada aún cumplen especificación, permita tres pasadas como margen.
El PP reciclado posconsumo es un material distinto del molido de planta, con su propio MFR y contaminación, y se cualifica como una nueva grado.
Aditivos añadidos en la prensa
El masterbatch de color y el masterbatch nucleante o clarificante son los aditivos que más a menudo se añaden al polipropileno en la prensa, uniéndoseles el estabilizador UV para piezas de exterior. Para una pieza de exterior, el estabilizador puede venir en el mismo pellet que el color, como en un masterbatch de color resistente a la intemperie.
Los antiestáticos suelen venir incorporados en el grado y no necesitan nada en la prensa.
Masterbatch de color
El polipropileno se colorea en la prensa mezclando un masterbatch de color en resina natural a una ratio de dilución fija; nuestro masterbatch de color personalizado está fabricado para diluciones de 1:20, 1:25 o 1:50 (5 % a 2 %), confirmadas contra el COA del lote. Compruebe el portador así como la ratio: un concentrado sobre un portador incompatible con PP se manifiesta como piezas frágiles.
Algunos pigmentos también cambian el tamaño de la pieza. Los pigmentos quinacridona y DPP, y los azules y verdes de ftalocianina, nuclean el PP y lo hacen contraerse más, por lo que en una dimensión ajustada un cambio de color puede necesitar su propia comprobación de primera pieza. Una resina base nucleada mantiene la contracción consistente entre colores.
Moldeo de polipropileno nucleado y clarificado
Los agentes nucleantes y clarificantes hacen que el polipropileno cristalice a una temperatura más alta, de modo que la pieza solidifica antes y el tiempo de mantenimiento y enfriamiento puede reducirse; los grados clarificados también necesitan una masa fundida lo suficientemente caliente para disolver el clarificante.
En un estudio de 2025, 0,2 % en peso % del clarificante sorbitol DMDBS elevó la temperatura de inicio de cristalización del polipropileno, pero a 0,7 % en peso % la temperatura de cristalización descendió ligeramente, por lo que una dosis mayor no acorta más el ciclo.
Nuestro masterbatch de transparencia MZT103, añadido al 1–3 %, necesita una masa fundida por encima de 230 °C; los moldeadores que trabajan con un perfil estándar de 200–220 °C y obtienen una claridad incompleta suelen tener un problema de dispersión más que de dosificación. Ir más caliente de lo necesario cuesta cristalinidad, rigidez y resistencia al impacto.
Los grados clarificados no comparten una única ventana de temperatura, así que tome la temperatura de la ficha propia del grado. El polvo clarificante como CA-61S, al 0,15–0,25 %, se incorpora en una extrusora, no se dosifica en la prensa.
Defectos comunes y soluciones
Las tablas de resolución de problemas de INEOS y Formosa para el polipropileno se centran en inyecciones cortas, rebabas, pegajosidad, alabeo, hundimientos, splay y piezas frágiles. En el lado del utillaje, la guía de INEOS acepta cualquier tipo de entrada siempre que la entrada sea al menos la mitad del espesor de pared máximo y no menos de 0,030 in (0,76 mm) de ancho, y corta respiraderos de 1 mil (0,025 mm) de profundidad en el borde, abriéndose a 5 mils (0,127 mm).
Alabeo
Detenga el alabeo de una pieza de polipropileno enfriándola de forma uniforme y completa antes de la eyección y cortando la tensión moldeada, lo que INEOS hace con un molde más caliente, menor presión y una velocidad de llenado moderada.
- Enfriamiento desigual: mantenga las mitades A y B a la misma temperatura y elimine los puntos calientes en el molde.
- Eyección demasiado temprana: alargue el enfriamiento.
- Entrada: una entrada central en una pieza rectangular alabea esquinas opuestas en direcciones opuestas, así que diseñe la entrada para flujo en una dirección, preferiblemente desde el extremo.
- Velocidad de llenado: INEOS y Formosa ralentizan ambos el llenado cuando el alabeo es el problema, aunque INEOS clasifica el tiempo de llenado como un factor menor en el alabeo frente al enfriamiento y la entrada.
Marcas de hundimiento y huecos
Los hundimientos y huecos en el polipropileno significan que una sección gruesa se contrajo sin suficiente masa fundida compactada detrás, así que compacte más fuerte y más tiempo: aumente la presión y el tiempo de mantenimiento y mantenga un colchón estable. Bajar la temperatura de la masa fundida y del molde también ayuda.
Si el empaque no los elimina, la solución está en el molde: abra las compuertas, dirija la entrada hacia la sección gruesa y adelgace las nervaduras y los bosses. Formosa señala las paredes de más de 0.25 in (6.4 mm) como propensas a vacíos.
Rebaba
Detenga la rebaba en polipropileno revisando primero la fuerza de cierre, luego reduciendo la presión de inyección, el tiempo de inyección y la temperatura del barril. En el molde, limpie las caras y revise los shutoffs y la línea de partición; los respiraderos cortados más profundos de lo que el PP necesita se sueldan.
Una resina con un flujo demasiado alto para la configuración también genera rebaba, así que revise el MFR del lote cuando empiece la rebaba después de un cambio de resina.
Inyecciones cortas
Corrija una inyección corta de polipropileno aumentando el tamaño de inyección, la presión y el tiempo de inyección, y la temperatura del barril, luego abriendo compuertas, canales y respiraderos cuando los ajustes de la prensa se agoten. Cuando un trabajo empieza a quedar corto sin que se haya cambiado ningún ajuste, sospeche de la resina: Formosa enumera la variación del índice de fluidez en la resina como una causa, e INEOS enumera un flujo demasiado bajo para la configuración.
Pegado en el molde
El polipropileno se pega en la cavidad cuando está sobreempaquetado o subenfriado, así que reduzca la presión o el tiempo de empaque y alargue el enfriamiento; se pega en el núcleo cuando se ha contraído sobre él, así que acorte el ciclo y expulse antes. El pulido, más ángulo de salida y la eliminación de contrasalidas corrigen lo que los ajustes no pueden.
No debería ser necesario el aerosol desmoldante: la guía de INEOS considera más económico corregir el molde que perder la capacidad de decoración y el tiempo de ciclo por el agente desmoldante. Un antiestático en el grado también actúa como desmoldante interno.
INEOS enumera la contracción sobre el núcleo, y el pegado cuando las piezas no se expulsan con suficiente rapidez, entre las desventajas del PP nucleado, así que un cambio a un grado nucleado puede iniciar el pegado en el núcleo en un molde que funcionaba limpio. Algunos grados nucleados llevan un aditivo desmoldante para compensarlo.
Fragilidad
Una pieza moldeada de polipropileno sale frágil cuando la resina se ha degradado, la pieza lleva esfuerzo residual de moldeo, el concentrado de color es incorrecto para PP, o el flujo del grado es demasiado alto para la pieza.
- Degradación: fundido demasiado caliente o demasiado tiempo en el barril; baje la temperatura del barril o el tiempo de residencia.
- Esfuerzo residual de moldeo: por sobreempaque o fundido demasiado frío; reduzca la presión o el tiempo de empaque, use una velocidad de llenado moderada y suba la temperatura del barril.
- Concentrado de color: un vehículo incompatible, mala dispersión o un pigmento nucleante.
- Flujo de la resina: los grados de mayor flujo tienen menor peso molecular, así que INEOS aconseja el flujo más bajo que llene la pieza.
- Diseño de la pieza: esquinas afiladas y líneas de unión en áreas que soportan carga.
Puntos negros y amarilleamiento
Los puntos negros y el amarilleamiento en polipropileno provienen ambos de resina degradada, así que la solución es menos calor y menos tiempo en el barril: baje la temperatura del fundido, la contrapresión y la velocidad del husillo, y limpie los lugares donde el material se acumula, como las aletas del husillo, el anillo de retención y el hot runner. La contaminación y los finos en el molido también aparecen como puntos.
Para el amarilleamiento, también reduzca la proporción de molido, porque el molido ya ha perdido parte de su antioxidante en pasadas anteriores.
Leer la hoja de datos de la resina antes de la configuración
Las líneas en la hoja de datos de un grado de polipropileno que definen la ventana de moldeo son la tabla de procesamiento (temperatura de fundido y de molde, presión de sostenimiento, velocidad de inyección, cualquier nota de secado) y el MFR con su condición de ensayo, que clasifica el flujo del grado sin fijar una temperatura por sí mismo.
El MFR del polipropileno se mide a 230 °C bajo una carga de 2.16 kg, por ISO 1133 o ASTM D1238. Una cifra de índice de fluidez medida bajo otra carga o temperatura no puede compartir una columna con él.
La guía de INEOS usa el MFR para elegir un grado para una configuración: tome el flujo más bajo que llene la pieza a un fundido de 400–450 °F (204–232 °C) y 1,000–1,500 psi.
Qué familia y MFR comprar se deriva del espesor de pared, la longitud de flujo y el impacto que la pieza debe soportar, cubierto para los tres grados principales de PP, piezas de pared delgada y piezas automotrices de pared gruesa.
La aptitud para contacto con alimentos se establece por grado: el polipropileno para contacto con alimentos en EE. UU. se rige por 21 CFR 177.1520, y la declaración regulatoria del propio grado indica si está registrado para contacto con alimentos o dispositivos médicos.
Cambiar el lote de resina o el proveedor en un molde en funcionamiento
Cuando el lote o el proveedor de polipropileno cambia en un molde en funcionamiento, vuelva a verificar la temperatura mínima de llenado, el peso de la pieza, las dimensiones críticas y la liberación del núcleo, porque un MFR coincidente en el certificado no significa que la nueva resina llene de la misma manera.
Parta de la certificado de análisis, pero lea su MFR frente a la dispersión propia del ensayo. En una comparación interlaboratorio, los resultados de MFR en un mismo polipropileno difirieron hasta en 7 % dentro de un laboratorio y hasta en 21 % entre laboratorios con 95 % de confianza, así que un valor de COA y un ensayo de recepción pueden diferir en esa medida sin cambio en la resina.
Los productores fijan la banda de MFR para cada grado y la imprimen en el COA; no hay una tolerancia industrial común que asumir entre productores.
En la prensa, vuelva a encontrar la temperatura mínima de llenado y restablezca el margen del barril por encima de ella, luego pese las piezas, mida las dimensiones críticas y corrija el tamaño mediante la presión y el tiempo de empaque.
Vigile también la presión en la transferencia: con control de velocidad manteniendo constante el tiempo de llenado, la resina con cadenas más cortas, como una mezcla con más molido, se manifiesta como menor presión de transferencia.
Un cambio entre un grado nucleado y uno no nucleado altera la contracción, el ciclo y la liberación, así que trate ese cambio como un nuevo grado con su propia verificación de primera pieza.