Optimization and dimensional stabilization of thin-walled modified polypropylene moldings through shrinkage inhibition on cooling fixtures

ABSTRACT: The article discusses dimensional stabilization of thin-walled passenger seat back covers injection-molded from modified polypropylene as a replacement for PC/ABS. Two PP-based composites were tested, with attention to post-molding cooling fixtures. The results show that fixtures reduce transverse shrinkage, but their effectiveness depends on material anisotropy and filler type.

KEYWORDS: polypropylene, processing shrinkage, cooling fixture, thin-walled molding, glass fiber, talc, shrinkage anisotropy, passenger seats

STRESZCZENIE: Artykuł omawia stabilizację wymiarową cienkościennych osłon oparć foteli pasażerskich formowanych wtryskowo ze zmodyfikowanego polipropylenu jako zamiennika PC/ABS. Przebadano dwa kompozyty PP, zwracając szczególną uwagę na uchwyty chłodzące po wyjęciu z formy. Wyniki wskazują, że ograniczają one skurcz poprzeczny, lecz skuteczność zależy od anizotropii i rodzaju napełniacza.

SŁOWA KLUCZOWE: polipropylen, skurcz przetwórczy, uchwyt chłodzący, cienkościenna wypraska, włókno szklane, talk, anizotropia skurczu, siedzenie pasażerskie

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Wilczyński K. „Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych”. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2001.

[2] Sikora R. „Przetwórstwo tworzyw polimerowych”. Lublin: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2006.

[3] Pielichowski J., Puszyński A. „Technologia tworzyw sztucznych”. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1998.

[4] Jansen K.M.B., Van Dijk D.J., Husselman M.H. „Effect of processing conditions on shrinkage in injection molding”. Polymer Engineering & Science. Vol. 38, No. 5 (1998): pp. 838÷846. DOI: 10.1002/pen.10249.

[5] Chen S.-C., Liang Y.-X., Ding C.-J., Ting Y.-H. „Experimental Study on the Modified P–V–T Model to Improve Shrinkage Prediction for Injection-Molded Semi-Crystalline Polymer”. Polymers. Vol. 18, No. 3 (2026): article 349. DOI: 10.3390/polym18030349.

[6] Wang J., Hopmann C., Schmitz M., Hohlweck T., Wipperfürth J. „Modeling of pvT behavior of semi-crystalline polymer based on the two-domain Tait equation of state for injection molding”. Materials & Design. Vol. 183 (2019): article 108149. DOI: 10.1016/ j.matdes.2019.108149.

[7] Hu Y., Li H., Zhao L. et al. „Influence of Cooling Rate on Crystallization Behavior of Semi-Crystalline Polypropylene: Experiments and Mathematical Modeling”. Polymers. Vol. 14, No. 17 (2022): article 3646. DOI: 10.3390/polym14173646.

[8] Kościuszko A., Marciniak D. et al. „Post-Processing Time Dependence of Shrinkage and Mechanical Properties of Injection-Molded Polypropylene”. Materials. Vol. 14, No. 1 (2021): article 22. DOI: 10.3390/ma14010022.

[9] Ryu Y., Sohn J.S., Kweon B.C., Cha S.W. „Shrinkage Optimization in Talc- and Glass-Fiber-Reinforced Polypropylene Composites”. Materials. Vol. 12, No. 5 (2019): article 764. DOI: 10.3390/ ma12050764.

[10] Kim H.K., Sohn J.S., Ryu Y., Kim S.W., Cha S.W. „Warpage Reduction of Glass Fiber Reinforced Plastic Using Microcellular Foaming Process Applied Injection Molding”. Polymers. Vol. 11, No. 2 (2019): article 360. DOI: 10.3390/polym11020360.

[11] Ferrage E., Martin F., Boudet A., Petit S., Fourty G., Jouffret F., Micoud P., De Parseval P., Salvi S., Bourgerette C., Ferret J. „Talc as nucleating agent of polypropylene: morphology induced by lamellar particles addition and interface mineral–matrix modelization”. Journal of Materials Science. Vol. 37 (2002): pp. 1561÷1573. DOI: 10.1023/A:1014929121367.

[12] Svoboda P., Theravalappil R., Svobodova D., Mokrejs P., Kolomaznik K., Mori K., Ougizawa T., Inoue T. „Elastic properties of polypropylene/ethylene–octene copolymer blends”. Polymer Testing. Vol. 29, No. 6 (2010): pp. 742÷748. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2010.05.014.

[13] Lim K.-S., Bee S.-T., Sin L.T., Tee T.-T., Ratnam C.T., Hui D., Rahmat A.R. „A review of application of ammonium polyphosphate as intumescent flame retardant in thermoplastic composites”. Composites Part B: Engineering. Vol. 84 (2016): pp. 155÷174. DOI: 10.1016/j.compositesb.2015.08.066.

[14] Sadr Kenari M.R., Zolfaghari A. „Experimental investigation on mechanical properties, shrinkage and warpage of injection molded short glass fiber reinforced polypropylene”. Journal of Composite Materials. Vol. 57, No. 20 (2023): pp. 3279–3291. DOI: 10.1177/00219983231185528.

[15] Fischer J.M. „Handbook of Molded Part Shrinkage and Warpage”. 2nd ed. Oxford: William Andrew/Elsevier, 2012.

[16] Osswald T.A., Turng L.-S., Gramann P.J. „Injection Molding Handbook”. 2nd ed. Munich: Hanser, 2008.

[17] N. T. Switzner, D. O. Abubakr, N. N. AbdulAziz, F. F. Rasheed, L. H. Jamal, “Effects of injection molding parameters and cooling conditions on the dimensional stability and mechanical properties of polypropylene boxes for automotive batteries,” Discover Mechanical Engineering, vol. 4, article 63, 2025, DOI: 10.1007/s44245- 025-00149-9.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2026.7.7

 

* Artykuł recenzowany