Study of warpage and shrinkage on injection molded parts in PP composites with metallic pigments

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de PolímerosOs recentes avanços tecnológicos nos materiais poliméricos têm conduzido a um aumento crescente do uso de partículas metálicas nos mesmos em substituição de peças metálicas. A proliferação desta nova conceção apresenta como principais vantagens a redução dos custos de produção por eliminação de operações de pintura e acabamento pós processamento e mantém o prestígio da aparência metálica. Para além destas vantagens, as peças plásticas com a incorporação deste tipo de pigmentos apresentam uma redução do peso da peça quando comparadas ao metal. É possível obter o efeito metálico incorporando no polímero pigmentos metálicos. Estes compósitos podem ser produzidos através da moldação por injeção. A combinação de partículas metálicas com o polímero confere, dependendo do pigmento metálico a utilizar, propriedades associadas ao metal, fornecendo, deste modo, uma cor metálica apelativa, opacidade, ductilidade e brilho. O processo de moldação por injeção é, no entanto, complexo, uma vez que é frequente o aparecimento de vários defeitos como a contração e o empeno das peças moldadas por injeção. Tais defeitos estão dependentes de variados fatores, entre os quais, as condições de processamento e as características morfológicas do material e dos pigmentos metálicos. Este trabalho tem como principal objetivo a produção de peças com aparência metálica, pelo processo de moldação por injeção, usando dois materias com diferente índice de fluidez, reforçados com pigmentos metálicos de bronze e de alumínio. Utilizou-se um molde instrumentado com sensores de pressão e de temperatura. Os respectivos sinais foram monitorizados através de um sistema de aquisição de dados. Propõe-se avaliar a influência das condições de processamento - como a temperatura do molde e a segunda pressão - na contração e no empeno das peças moldadas. Com efeito, pretende-se perceber o que acontece às propriedades físicas dos compósitos. O uso de partículas de bronze e alumínio confere aspeto metálico dourado e prateado às peças produzidas em polipropileno. A variável de processamento que mais influencia a contração e o empeno das moldações é a segunda pressão de 40 MPa. O aumento da temperatura do molde não influencia significativamente a contração das moldações.Recent technological advances in the polymeric materials have led to an increasing use of metallic particles in them to replace metal parts. The proliferation of this new conception presents as main advantages the reduction part weight the reduction of production costs by removing paint finish and post processing operations and maintains the prestige of metallic appearance. In addition to these advantages, the plastic parts with the incorporation of this type of pigments have reduced part weight in comparison to metal. It is possible get the metallic effect incorporating into the polymer metallic pigments. These composites can be produced by injection molding. The combination of metallic particles with the polymer provides, depending on the use of metallic pigment, properties associated with the metal, providing, therefore, an attractive metallic color, opacity, brightness and ductility. The injection molding process is, however, complex since the frequent occurrence of various defects such as shrinkage and warpage of injection molded parts. Such defects are dependent on several factors, among which, the processing conditions and the morphological characteristics of the material and metallic pigments. The main purpose of this work is the production of parts with metallic appearance, by the injection molding process, using two materials with different melt flow index, reinforced with metallic pigments bronze and aluminum. It has used a mold instrumented with sensors for pressure and temperature. The respective signals were monitored by a data acquisition system. It is proposed assess the influence of processing conditions - such as mold temperature and the holding pressure - the shrinkage and warpage of molded parts. In fact it is intended to realize what happens to physical properties of the composites. The use of bronze and aluminum particles are able to produce gold and silver metallic looking to the parts produced in polypropylene. The variable of processing that most influences the shrinkage and warpage of parts is the holding pressure of 40 MPa. The increase of mold temperature das not significantly affect the shrinkage of parts