pc塑胶原料龟裂解决方案

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1、pcpc 塑胶原料龟裂解决方案塑胶原料龟裂解决方案篇一：常见塑料制品开裂的原因浅析及检测方法简述常见塑料制品开裂的原因浅析及检测方法简述 引言 工程塑料因为其优异的特性高强度、耐热、耐冲击、抗老化等而被广泛应用于工业零件及各种外壳制造上。但在制造或使用过程中，塑料制品很有可能被钉螺丝或涂胶水，这样的处理常常会诱发塑料制品的应力开裂，致使次品率很高。而开裂是塑料制品经常出现的致命缺陷，包括制作表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成的创伤。引起开裂的原因涉及模具、成型工艺、塑料材料、环境应力等方面。 开裂原因浅析及改进建议 不同的开裂原因会导致不同的开裂类型，如果按照开裂的时间

2、分类，塑料制品开裂现象通常有两种情况： （一）脱模开裂，塑料制品从模具脱出或在机器加工过程中出现开裂，这种开裂 原因和后果比较容易预估； （二）应用开裂，塑料制品在放置一段时间后或使用过程中出现开裂，这种开裂 往往难以预测，且产生的后果可能是毁灭性的。 以下主要从塑料材料的选择和环境应力的角度出发，结合以上两种开裂类型简单阐述开裂原因及改进建议。 1. 材料类型所致开裂的原因分析及改进建议 下面通过两个案例，从选材背景及加工后出现的问题来分析材料选择对产品开裂可能造成的影响。 圆孔性连接器（代表成型中空制品） 一直以来，客户在生产成型小型圆孔时，选择的都是聚苯硫醚 PPS GF30/GF40

3、这种材料，器件没有出现任何开裂现象。在开发大圆孔径系列连接器时，客户再次选用全球多家知名厂家的 PPS GF30/GF40 材料。加工的结果是制品开裂非常严重，有些属于脱模开裂，有些属于应用开裂，而且不同厂家同类型含量的 PPS 均存在制品开裂问题。客户和材料厂商起初怀疑是塑料冲击强度不够，但同时发现冲击强度比 PPS GF30/GF40 低的 PA6 和 PC 材料却反而不开裂。在选用一些知名厂家提供的高抗冲击性 PPS GF40 材料后，开裂问题依然存在（图 1） 。 根据客户提供的信息，我们分析，很可能是由于成型塑料圆孔的模具型芯采用的是硬质合金材料。金属材料导热和散热能力较强，而一般塑

4、料材料散热能力较弱，金属材料和塑料挤出时不可避免会产生收缩相差较大的情况，塑料产品不同部位温度也有较大差别，对于延展性不好（断裂伸长率偏小）的塑料，无疑会发生断裂的现象。图 1 中空管材制品（代表塑料型材机加工） 某客户考虑到要提高产品强度，将此前使用的 PEEK的材料改为 PEEK GF30 和 PPS GF40，由于产品呈中空长管状（壁厚 5mm）,于是使用 PEEK GF30 和 PPS GF40 棒材（95）进行机加工。加工的结果是制品有个别开裂现象，基本属于应用开裂。出现断裂处是壁厚到壁薄的过渡处。但选用纯的 PEEK 、PP、 PC 、PEI 等棒材加工则没有出现开裂。 （图 2）

5、 根据以上信息，我们初步推测塑料切屑处易局部升温（塑料传热慢） ，从而导致更多残余应力；同时产品管径较大，塑料具有后收缩不均衡的特点。 图 2 综合以上两个案例可以看出，在产品选材方面，应该充分考虑塑料材料的成型方式、部件结构、传热方式等实际工艺操作问题；对于一些中空结构，应该充分考虑壁厚、中空尺寸太小等，如壁薄、空芯大的部件应该尽量选用延展性好（断裂伸长率大） 、传热性好的塑料，而选用塑料棒材加工成管材时则要充分考虑塑料热平衡问题，尽可能选择延展性好的塑料棒材，对于一些延展性不好的塑料管材，尽可能避免选用棒材加工成管材（一般出厂管材已进行残余应力热处理） 。对于一些延展性不好的塑料，采用塑料

6、管材和塑料棒材的效果是不一样的。 2环境应力所致开裂的原因分析及改进建议原料为 GP-22 型 ABS+高浓度黑色母粒的塑料件从模具中拿出时完好无缺，空气中放置 2 到 3 天后，部分零件中铜嵌件周围出现垂直裂纹，有的甚至已完全裂开。因为塑料件在成型过程中未出现任何问题，说明问题不在于成型设备及工艺，经初步分析确认，问题主要由环境应力开裂引起，引起环境应力开裂的原因可能有以下几个方面。 原料方面 （1）原料混有其它杂质或掺杂不适当的或过量的溶剂或其它添加剂。 环境应力开裂是聚烯烃类塑料的特有现象，它是指当制品存在应力时，与某些活性介质接触，会出现脆性裂纹，最终可能导致制品破坏。这些活性物质可以

7、是洗涤剂、皂类、水、油、酸、碱、盐及对材料并无显著溶胀作用的有机溶剂。环境应力开裂的必要条件是试样或零件内存在应力，并存在某种应力集中因素如缺口、表面划伤等。而 ABS里含有聚烯烃成分，且原料里含的杂质或溶剂间接提供了这些活性物质，当 ABS 塑料件在储存的过程中由于种种偶然因素致表面出现缺口或划伤时，就会导致裂纹。 （2）有些塑料如 ABS 等，在受潮状况下加热会与水汽发生催化裂化反应，使制件发生大的应变从而开裂。 （3）塑料在机筒内加热时间太长，也会促使制件脆裂。 制品设计方面 像聚苯乙烯及含有此成分的塑料应尽量少用金属嵌件，因为这些塑料脆性的冷热比容大。如果为了装配和强度的要求必须加入嵌

8、件，比如嵌件由金属铜制成，而金属铜嵌件冷却时尺寸变化与塑料 ABS 的热收缩值相差很大，致使嵌件周围产生较大的内应力，于是造成了制品的开裂。具体改进措施如下： （1）更换嵌件所用材料，使嵌件与 ABS 制品线膨胀系数应尽可能接近； （2）加大嵌件各尖角部位的圆角，圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂；（3）加大嵌件周围塑料层的厚度。 嵌件的预热方面 在带有嵌件的塑料制品中，嵌件的周围易出现裂纹或导致制品强度下降，这是由金属嵌件与塑料的热性能和收缩率差别较大引起。因此，在设计制件时，应加大嵌件周围的壁厚，借以克服这种困难，成型前对金属嵌件进行预热也是一项有效措施。因为预热后可减少熔料与嵌件

9、的温度差，在成型中可以使嵌件周围的熔料冷却较慢，收缩比较均匀，发生一定的热料补缩作用，可防止嵌件周围产生过大的内应力。 退火处理方面 由于塑料在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速度不同，因此常会产生不均的结晶、定向和收缩，致使制品存有内应力，这在生产厚壁或带金属嵌件的制品时更为突出。存有内应力的制件在贮存和使用中常会出现力学性能下降，光学性能变坏，表面有银纹，甚至变形开裂。生产中解决这些问题的办法是对制件进行退火处理。 高分子材料测试 在衡量塑料等高分子材料的性能方面，通常进行的测试项目有： 篇二：塑料件应力开裂原因分析及检测方法简述 塑料件应力开裂原因分析及检测方法简述 几乎所有塑料制品都会不

10、同程度地存在内应力，尤其是塑料注射制品的内应力更为明显。内应力的存在不仅使塑料制品在储存和使用过程中出现应力开裂和翘曲变形，也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量等。 应力开裂的必要条件是试样或零件内存在应力，并存在某种应力集中因素如缺口、表面划伤等。那么塑件应力从何而来呢？ 塑胶件内应力产生的原因 依引起内应力的原因不同，可将内应力分成如下几类：（1） 取向内应力 取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中，大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种内应力。取向的大分子链冻结在塑料制品内也就意味着其中存在未松弛的可逆高弹形变，所以说取向应力就是大分子链从取向构象力图

11、过渡到无取向构象的内力。塑料制品的取向内应力分布为从制品的表层到内层越来越小，并呈抛物线变化。 （2） 冷却内应力 冷却内应力是塑料制品在熔融加工过程中因冷却定型时收缩不均匀而产的一种内应力。尤其 对厚壁塑料制品，塑料制品的外层首先冷却凝固收缩，其内层可能还是热熔体，这徉芯层就会限制表层的收缩，导致芯层处于压应力状态，而表层处于拉应力状态。塑料制品冷却内应力的分布为从制品的表层到内层越来越大，并也呈抛物线变化。另外，带金属嵌件的塑料制品，由于金属与塑料的热胀系数相差较大，容易形成收缩不一均匀的内应力。 （3） 环境应力 环境应力开裂是聚烯烃类塑料的特有现象，它是指当制品存在应力时，与某些活性介

12、质接触，会出现脆性裂纹，最终可能导致制品破坏。这些活性物质可以是洗涤剂、皂类、水、油、酸、碱、盐及对材料并无显著溶胀作用的有机溶剂。原料混有其它杂质或掺杂不适当的或过量的溶剂或其它添加剂时，在某些应力集的位置就会导致裂纹。 有些塑料如 ABS 等，在受潮状况下加热会与水汽发生催化裂化反应，使制件发生大的应变从而开裂。 （4） 其它 对于结晶塑料制品而言，其制品部各部位的结晶结构和结晶度不同也会产生内应力。另外还 有构型内应，力及脱模内应力等，只是其内应力听占比重都很小。 PC/ABS 内应力开裂微观分析 分子链刚性越大，熔体粘度越高，聚合物分子链活动性差，因而对于发生的可逆高弹形变恢复性差，易

13、产生残余内应力。例如一些分子链中含有苯环的聚合物，如PC、PPO、PPS 等，其相应制品的内应力偏大。 PC 材料容易内应力开裂是它本身分子结构决定，那就是聚碳酸酯分子结构中有苯环，所以取向比较困难。在成型后，被取向的链节有恢复自然状态的趋势，但是由于分子链节已被冻结和分子链之间作用力，从而可能造成制品存在应力，这就是大家常说的应力开裂现象。尤其是回收的 PC，由于回收 PC 的相对分子质量下降，相对分子质量分布变宽，少量存在的水分、颜料、杂质、溶剂等极易引发开裂现象。 几种常见聚合物的内应力大小顺序: PPOPSFPCABSPA6PPHDPE 塑料内应力的降低与分散 （1） 前期原料的选择

14、a）选取分子量大、分子量分布窄的树脂 聚合物分子量越大，大分子链间作用力和缠结程度增加，其制品抗应力开裂能力较强；聚合物分子量分布越宽，其中低分子量成分越大，容易首先形成微观撕裂，造成应力集中，便制品开裂。 b）选取杂质含量低的树脂 聚合物内的杂质即是应力的集中体，又会降低塑料的原有强度，应将杂质含量减少到最低程度。 c）共混改性 易出现应力开裂的树脂与适宜的其它树脂共混，可降低内应力的存在程度。例如，在 PC 中混入适量 PS，PS 呈近似珠粒状分散于 PC 连续相中，可使内应力沿球面分散缓解并阻止裂纹扩展，从而达到降低内应力的目的。再如，在 PC 中混入适量 PE , PE 球粒外沿可形成

15、封闭的空化区，也可适当降低内应力。 d）增强改性 用增强纤维进行增强改性，可以降低制品的内应力，这是因为纤维缠结了很多大分子链， 从而提高应力开裂能力。例如，30%GFPC 的耐应力开裂能力比纯 PC 提高 6 倍之多。 e）成核改性 在结晶性塑料中加入适宜的成核剂，可以在其制品中形成许多小的球晶，使内应力降低并得到分散。 （2） 成型加工条件的控制在塑料制品的成型过程中，凡是能减小制品中聚合物分子取向的成型因素都能够降低取向应力；凡是能使制品中聚合物均匀冷却的工艺条件都能降低冷却内应力；凡有助于塑料制品脱模的加工方法都有利于降低脱模内应力。 对内应力影响较大的加工条件主要有如下几种： 料筒温

16、度 较高的料筒温度有利于取向应力的降低，这是因为在较高的料筒温度，熔体塑化均匀，粘度下降，流动性增加，在熔体充满型腔过程中，分子取向作用小，因而取向应力较小。而在较低料筒温度下，熔体粘度较高，充模过程中分子取向较多，冷却定型后残余内应力则较大。但是，料筒温度太高也不好，太高容易造成冷却不充分，脱模时易造成变形，虽然取向应力减小，但冷却应力和脱模应力反而增大。 模具温度 模具温度的高低对取向内应力和冷却内应力的影响都很大。一方面，模具温度过低，会造成冷却加快，易使冷却不均匀而引起收缩上的较大差异，从而增大冷却内应力；另一方面，模具温度过低，熔体进入模其后，温度下降加快，熔体粘度增加迅速，造成在高粘度下充模，形成取向应力的程度明显加大。 注射压力 注射压力高，熔体充模过程中所受剪切作用力大，产生取向应力的机会也较大。因此，为了降低取向应力和消除脱模应力，应适当降低注射压力。 保压压力 保压压力对塑料制品内应力的影响大于注射压力的影响。在保压阶段，随着熔体温度的降低， 熔体粘度迅速增加，此时若施以高压，必然导致分子链的强迫取向，从而形成更大的取向应力。