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淺析PC塑料制品內應力產生的原因及解決辦法

發布時間:2020-02-04 12:33:00        作者:

PC塑料制品的內應力在生產PC透明制品如太陽鏡、擋風罩、眼罩等制件時,經常會發現制品變形、散光、透明度不好及開裂等現象,下面對內應力產生的原因和解決辦法進行介紹:

PC塑料制品出現“指紋”及亂流痕的原因分析及其解決方法介紹

一、PC塑料制品內應力產生的原因分析:

PC制品的內應力主要是由取向應力和溫度應力引起的,有時也與脫模不當有關。取向應力注塑制品內部大分子取向后易產生內應力,造成應力集中。在注塑時熔體迅速冷卻,在較低溫度下熔體粘度較高,取向的分子不能充分松弛,如此產生的內應力對制品的力學性能和尺寸穩定性都有影響。所以熔體溫度對取向應力的影響大,提高熔體溫度時熔體粘度下降,因而剪切應力和取向降低。此外,在高的熔體溫度下取向應力的松弛程度較大,但當粘度降低時,注塑機螺桿傳遞到模腔的壓力增大,可能使剪切速率提高,導致取向應力增大。保壓時間太長,取向應力增大;提高注塑壓力同樣會因剪切應力和剪切速率的增加而引起取向應力的增大。 制品厚度對內應力也有影響,取向應力隨制品厚度的增加而低,因為厚壁制品冷卻緩慢,熔體在模腔內冷卻、松弛時間較長,取向分子有充足的時間回到無規狀態。若模具溫度高,熔體冷卻緩慢,可使取向應力減小。     

溫度應力塑料在注塑時熔體溫度和模具溫度之間溫差很大,這使靠近模壁的熔料冷卻較為迅速,因而產生了在制品體積內分布不均勻的應力。由于PC的比熱容較大,導熱系數小,制品表面層比內層冷卻快得多,制品表面所形成的凝固殼層會阻礙內部繼續冷卻時的自由收縮,其結果引起制品內部產生拉伸應力而在外層則產生壓縮應力。 熱塑性塑料由收縮產生的應力越大,則材料在模內因壓實作用所產生的應力越低,即保壓時間短,保壓壓力低,可大大減小內應力。  

制品形態和尺寸對內應力也有很大的影響。制品表面積與體積之比越大,表面冷卻越快,取向應力、溫度應力也越大。取向應力主要產生在制品薄的表層內,因此,可以認為取向應力應該隨制品表面對其體積之比的增加而增大。若制品厚度不均勻或制品帶有金屬嵌件都容易產生取向應力,所以嵌件和澆口都宜設在制品厚壁處。通過以上分析可知,由于塑料的結構特征及注塑工藝條件的限制,要完全避免內應力是不可能的,只能盡量減小內應力或盡量使內應力在制品內分布均勻。   

二、PC塑料制品內應力產生的解決辦法:

1、注射溫度對制品內應力大小影響很大,因此要適當地提高機筒溫度,保證物料塑化良好,使組分均勻以降低收縮率,減小內應力;

2、提高模具溫度,使制品冷卻緩慢,以松弛取向分子,降低內應力過高的注塑壓力可使塑料分子取向作用增大而產生較大的剪切力,使塑料分子有序排列,制品取向應力增大,因此,要盡量采用較低的注塑壓力;若保壓時間太長,模內壓力由于補壓作用而提高,熔料產生較高的受擠壓效應,分子取向程度提高,使制品內應力增大,因此保壓時間不宜太長。

3、注射速率對注塑件內應力的影響比溫度、壓力等因素要小得多,不過好采用變速注射,即快速充模,當模腔充滿后改用低速,變速注射一方面充模過程快,減少熔接痕,另一方面低速保壓可減少分子取向。合理設計澆口位置,扁平制品好采用縫形、扇形澆口;頂出裝置應設計成大面積頂出;

4、脫模斜度要大。盡可能使用較好的料(含雜質少,分子質量大),不用澆口料。當制品帶有金屬嵌件時,嵌件材料需預先加熱(一般要求達200℃左右),以防止金屬材料與塑料材料線脹系數不一致而產生內應力。過渡處需用圓弧過渡。

5、出模后可用熱處理方法消除內應力。熱處理的溫度為120℃左右,時間2h左右。其實質是使塑料分子中的鏈段、鏈節有一定的活動能力,凍1結的彈性變形得到松弛,取向的分子回到無規狀態。 好不用脫模劑,否則易引發內應力,造成制品不透明、斑紋或開裂。

6、調高機筒和噴嘴溫度,提高模具溫度,以減少冷料的影響; 

7、減慢注射速率,增加注塑壓力,以免熔體破1裂或模內氣體的干擾;

8、調節注射時間和保壓時間,避免過量充填;合理的模具澆口設計可以預先減少或避免冷料斑的形成,傳統而有效的方法是在流道末端開設冷料阱,使前鋒料陷人阱內而不致進人模腔,而有些模具除設冷料阱外,還需要考慮澆口的形式、大小和位置的合理性; 加強模具排氣; 

9、去除料中污染物,強化物料的干燥效果,減少或調換潤滑劑,盡量少用脫模劑。

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