Effect of Selected Injection Conditions on the Mechanical Properties and Structure of HDPE

This paper is devoted to research of high-density polyethylene (HDPE), which belongs to one of three main biomaterial groups, i.e. polymeric materials. Hence, due to its unique properties, it still plays an important role in biomedical applications – especially in the production of medical equipment, implants and parts of prostheses. This publication deals with the effect of selected conditions of processing which involved injection moulding on the mechanical properties and structure of HDPE mouldings. Samples for tests were produced on a Krauss - Maffei injection moulder on the basis of a research plan prepared using the STATISTICA program. According to this schedule, the following variable parameters of the injection process were selected: injection temperature Tw [°C], mould temperature Tf [°C] and injection velocity vw [mm/s]. In addition, a part of the moldings was subjected to a few processings. Then the samples obtained were subjected to different tests: tensile, impact and hardness tests, Differential Scanning Calorimetry (DSC) and the melt flow rate (MFR) test in order to determine the influence of selected injection conditions and the multiplicity of processing on the mechanical, rheological and structural properties of HDPE.

Artykuł jest poświęcony polietylenowi wysokiej gęstości (HDPE), który należy do jednej z trzech głównych grup biomateriałów, tj.: materiałów polimerowych. W związku z tym, ze względu na swoje wyjątkowe właściwości, wciąż odgrywa ważną rolę w zastosowaniach biomedycznych - zwłaszcza w produkcji sprzętu medycznego, implantów i części protez. Publikacja dotyczy wpływu wybranych warunków przetwarzania, jakim było formowanie wtryskowe, na właściwości mechaniczne i strukturę wyprasek z HDPE. Próbki do testów zostały wyprodukowane na wtryskarce Krauss - Maffei (KM65-160 C4) na podstawie planu badawczego przygotowanego w programie STATISTICA. Zgodnie z tym harmonogramem wybrano następujące zmienne parametry procesu wtrysku: temperatura wtrysku Tw, °C, temperatura formy Tf, °C i prędkość wtrysku vw, mm/s. Ponadto część wyprasek poddano kilku obróbkom. Następnie otrzymane próbki poddano różnym testom: rozciągania, udarności, twardości, różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i szybkości płynięcia stopu (MFR) w celu określenia wpływu wybranych warunków wtryskiwania i wielokrotności przetwarzania na mechaniczne, reologiczne i strukturalne właściwości materiału badawczego.