Abstract:
La inyección secuencial en dos etapas es un proceso donde un sustrato rígido es sobremoldeado con un material más flexible. El producto final es una única pieza, formada por dos polímeros con propiedades mecánicas muy diferentes que deben permanecer adheridos durante su vida útil. Este tipo de proceso es usado para fabricar piezas donde el material rígido cumple la función de soporte de la estructura y el material blando tiene en cuenta la comodidad/confort del usuario o admite grandes deformaciones sin dañarse; ejemplos de aplicaciones son partes del interior de automóviles. Según la Directiva 2000/53/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 18 de septiembre de 2000, relativa a los vehículos al final de su vida útil, a más tardar el 1 de enero de 2015, se aumentará la reutilización y la valorización hasta un mínimo del 95 % y la reutilización y reciclado hasta un mínimo del 85 % del peso medio por vehículo y año).
En este trabajo se buscó controlar la adhesión entre polipropileno homopolímero (PP) y diferentes tipos de mezclas de elastómeros en base etileno-propileno (EEP: Versify 3000 y 3401, Dow) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE o LDPE). El objetivo era obtener fuerzas de adhesión suficientes para el uso de las piezas, permitiendo la separación de las piezas sobremoldeadas para el reciclado, sin tener residuos de un polímero sobre la superficie del otro. Para controlar la adhesión, se diseñaron combinaciones de ensayos para intentar definir los mecanismos de adhesión probables (Rouse-type fingering mechanism o cocristalización).
La parte experimental consistió en la inyección de probetas, ensayos de arranque, simulación del proceso de inyección con elementos finitos, ensayos de DSC, tratamientos térmicos y reometría.
Description:
Sequential injection overmolding, also called two-stage sequential overmolding, is the process by which a rigid substrate is overmolded with a more flexible material. The final product is a single piece, made out of polymers with very different mechanical properties that must be safe and permanently bonded together throughout its useful life. This type of process is used for manufacturing parts where the rigid polymer is used for structural purposes, and the softer materials are expected to take care of the user comfort or to repeatedly admit larger deformations without noticeable damage. An example of such application can be seen in automotive interiors. The Directive 2000/53/EC of the European Parliament and of the Council of 18 September 2000 on end-of life vehicles sets targets: the reuse, recovery and recycling of an end-of life vehicle shall attain no less than its 85 to 95% in weight, no later than January the 1st, 2015.
Adhesion mechanism (mainly Rouse-type fingering) and bonding efficiency between a PP core and overmolded blends of LDPE with ethylene-propylene copolymer elastomers (Versify 3000 and 3401, Dow) were studied in this work, to explore the feasibility of using other newer and less expensive ethylene copolymers. The objective was to reach a high level of adhesion for the use of the molded parts (by controlling the of the PP-copolymer interface, depending on the injection temperatures) while allowing an efficient debonding and recycling of used overmolded parts without having residue of one polymer on the other’s surface.
The experimental work consisted in the mould-injection of samples, peeling tests, simulation of the injection process using a finite element method software, DSC, thermal treatments and rheology.
