塑胶内应力
PC塑胶材料内应力测试(性能类)
文件编号：版本：A/0 制定日期：修订日期：拟案单位：品质部发行章：Revision History 修改記錄1．目的：验证PC材料的水解测试性能和PC料内应力测试性能。
2．适用范围：适用于公司所有带PC材料的零配件。
（特殊要求除外）。
3．参考资料：参考BAYER MATERIALSCIENCE测试方法。
4．使用设备：正丙醇、乙酸乙酯/甲醇（比例为1:3）、甲苯/正丙醇（比例为 1:10）、甲苯/ 正丙醇（比例是 1:3）、碳酸丙烯、测试夹具(或者负载)5．测试步骤：5.1 测试夹具的选择：5.1.1因为TnP混合液存放时间过长,其成分会蒸发,性质会改变,从而导致测试结果不一，所以要选择一个可以存放正丙醇、乙酸乙酯/甲醇、甲苯/ 正丙醇、碳酸丙烯试剂的密封瓶，并且能保证试剂在密封瓶内循环流动。
5.2 测试试剂的选择：5.2.1选择测试试剂时应满足测试程度的要求,必须符合安全要求.5.2.2 如果PC料在使用过程中不能承受机械负载，测试试剂由正丙醇或者乙酸乙酯和甲醇以1:3的比例调制而成.5.2.3 如果PC料在使用过程中能承受机械负载，测试液必须为1:10比例的TnP(即甲苯和正丙醇混合液).如果外荷载更大或者在临界情况下,测试液可改为1:3比例的TnP,甚至可用碳酸丙烯替代.5.2.4 如内应力较小的情况下，可用乙酸乙酯/甲醇代替TnP测试液.比如，将乙酸乙酯/甲醇的混合比例调为1：2.5,因为此试剂可让PC材料达到7兆帕的反应力值.5.2.5 如果没有特殊的要求可根据“图表二”的内应力要求选择合适的试剂，试剂量要求能将测试样品完全沉浸在试剂中。
5.3 测试时间：5.3.1 因为PC材料在注塑模表面形成一层液体薄膜.此液体薄膜不易蒸发,尤其经过更长时间的浸泡,使得产生裂纹更难被察觉.所以PC材料在碳酸丙烯试剂中浸泡时间不应超过一分钟.曝光时间越长,内应力值越小.但内应力更小,也会出现应力裂纹.5.3.2 PC材料在其它的试剂沉浸的时间可以参考下表（图表一）5.4 材料的选择：5.4.1对于有着色的PC材料或者有色材料上如果有由内应力产生的裂纹也很难觉查的到，所以测试样品要求选择透明的材料进行测试。
PC塑胶材料内应力测试
PC塑胶材料内应力测试PC塑胶材料是一种应用广泛的工程塑料，具有优异的物理性能和机械性能，被广泛应用于汽车工业、电子电器、建筑材料等领域。
然而，由于加工过程中的热应力、冷却过程中的收缩等因素，PC塑胶材料可能会产生内部应力，在使用过程中可能会导致产品的变形、开裂等问题。
因此，了解和测试PC塑胶材料内应力的性能是至关重要的。
为了测试PC塑胶材料内应力，通常采用的方法包括热应力测试、冷却残留应力测试和正应力测试等。
下面将对这几种测试方法逐一进行介绍。
首先是热应力测试。
热应力是由于材料在加工过程中受到温度梯度的影响而产生的，因此热应力测试是检测PC塑胶材料在不同温度下的变形和开裂能力的重要方法。
测试时，需要将样品加热到一定温度，然后通过经验公式计算热应力大小，根据测试结果对材料的性能进行评估。
其次是冷却残留应力测试。
冷却残留应力是由于材料在冷却过程中收缩不均匀产生的，测试这种应力可以帮助我们了解材料的残余应力分布情况。
测试方法一般是将样品在加工时加热到一定温度，然后迅速冷却至室温，再通过测量样品的变形和开裂情况来评估冷却残留应力的大小。
最后是正应力测试。
正应力是指材料在受到外力作用时产生的应力，正应力测试可以评估材料的强度和韧性。
测试时一般采用拉伸试验或压缩试验，通过测量样品在受力时的变形和破坏情况来评估材料的正应力。
根据测试结果，可以计算出材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等指标。
在进行PC塑胶材料内应力测试时，需要注意以下几点。
首先，测试样品的制备要符合标准要求，样品的尺寸和几何形状要与实际使用情况相符。
其次，测试设备要先进行校准，确保测量结果的准确性和可靠性。
最后，测试过程中要严格控制温度和应力的施加，保证测试条件的一致性。
总之，PC塑胶材料内应力测试是评估材料性能的重要方法之一，通过了解和测试材料的内部应力，可以帮助我们预测和避免材料在使用过程中可能出现的问题。
随着材料科学和技术的发展，我们对PC塑胶材料内部应力的测试方法也将不断完善，为材料的应用提供更可靠的依据。
塑胶件应力形成的原因
塑胶件应力形成的原因首先，塑料材料的性质是形成塑胶件应力的重要原因之一、塑料材料通常具有一定的粘弹性，即在受力的过程中会发生一定的流变行为。
当外力作用于塑胶件时，塑料会发生变形，而这种变形会引起内部分子链的移动和重排，从而产生应力。
不同种类的塑料材料对外力的响应也会有所不同，因此塑胶件在受力时会出现不同的应力形式。
其次，塑胶件应力形成还与塑料加工过程中的力学效应有关。
塑料加工过程中常常需要通过注塑、挤出、吹塑等方式对塑料进行加工和成型。
在这些过程中，塑料会受到外力的作用，从而引起塑胶件产生应力。
例如，在注塑过程中，塑料在注射机的高压下进入模具腔体，此时会形成模内应力；而在挤出过程中，塑料通过模具的孔口挤出时，会因其速度和流动性而产生不均匀的应力分布。
此外，塑胶件的尺寸和形状也会对应力形成产生影响。
由于塑料本身的收缩性，塑胶件在冷却过程中会出现尺寸的变化，从而产生应力。
尤其在大型厚壁塑胶件中，收缩不均会导致在内部和外部形成不同的应力分布。
另外，塑胶件在使用过程中还会受到外界力的作用，如挤压、撞击、拉伸等，这些外界力也会导致塑胶件产生应力。
在受到这些外界力的作用下，塑胶件会发生形变和应力分布的变化，进而影响其性能和寿命。
为了降低塑胶件应力的产生，可以采取一些措施。
首先，在塑料成型过程中，可以通过合理的模具设计和工艺参数控制，减少应力的集中和不均匀分布。
其次，在塑胶件的设计中尽量避免出现过大的厚度变化和急剧的角度，从而减少应力的集中。
此外，对于在使用过程中易受外界力作用的塑胶件，可以采取增加支撑结构、增加材料刚性等手段来提高其抗应力的能力。
综上所述，塑胶件应力形成是多方面因素共同作用的结果，包括塑料材料的性质、塑料加工过程中的力学效应、塑胶件的尺寸和形状以及外界力的作用等。
了解和控制这些原因，可以有效降低塑胶件应力的产生，并提高其性能和寿命。
塑胶产品的内应力分析及解决
几乎所有塑料制品都会不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贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂，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。为此，必须找出内应力产生的原因及消除内应力的办法，最大程度地降低塑料制品内部的应力，并使残余内应力在塑料制品上尽可能均匀地分布，避免产生应力集中现象，从而改善塑料制品的力学1热学等性能。
影响塑料内应力产生的因素:（1）分子链的刚性.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，易产生残余内应力口例如，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。（2）分子链的极性.一分子链的极性越大，分子间相互吸引的作用力越大，从而使分子间相互移动困难增大，恢复可逆弹性形变的程度减小，导致残余内应力大。例如，一些分子链中含有羰基、酯基、睛基等极性基团的塑料品种，其相应制品的内应力较大。（3）取代基团的位阻效应.大分子侧基取代基团的体积越大，则妨碍大分子链自由运动导致残余内应力加大。例如，聚苯乙烯取代基团的苯基体积较大，因而聚苯乙烯制品的内应力较大。几种常见聚合物的内应力大小顺序如下:PPO>PSF>PC>ABS>PA6>PP>HDPE.
塑料内应力产生的原因:（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。取向应力产生的具体过程为：*近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高，从一而使熔体在型腔中心层流速远高于表层流速，导致熔体内部层与层之间受到剪切应力作用，产生沿流动方向的取向。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过渡到无取向构象的内力。用热处理的方法，可降低或消除塑料制品内的取向应力。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生的一种内应力。尤其是对厚壁塑料制品，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。除上述两种主要内应力外，还有以下几种内应力：对于结晶塑料制品而言，其制品内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。
塑胶内应力测试方法
???PC塑胶材料的内应力检测方法1、测试辅料：????正丙醇、乙酸乙酯/甲醇（比例为1:3）、甲苯/正丙醇（比例为?1:10）、甲苯/?正丙醇（比例是?1:3）、碳酸丙烯、测试夹具(或者负载)。
?2、测试过程：?2.1?测试夹具的选择：??正丙醇、碳酸丙烯试剂的密封瓶，并且能保证试剂在密封瓶内循环流动。
?2.2?测试试剂的选择：?2.2.2?如果PC料在使用过程中不能承受机械负载，测试试剂由正丙醇或者乙酸乙酯和甲醇以1:3的比例调制而成.???2.2.3?如果PC料在使用过程中能承受机械负载，测试液必须为1:10比例的TnP(即甲苯和正丙醇混合液).如果外荷载更大或者在临界情况下,测试液可改为1:3比例的TnP,甚至可用碳酸丙烯替代.?2.2.4?如内应力较小的情况下，可用乙酸乙酯/甲醇代替TnP测试液.比如，将乙酸乙酯/甲醇的混合比例调为1：2.5,?因为此试剂可让PC材料达到7兆帕的反应力值.?2.2.5?如果没有特殊的要求可根据“图表二”的内应力要求选择合适的试剂，试剂量要求能将测试样品完全沉浸在试剂中。
2.3?测试时间：?2.3.1?因为PC材料在注塑模表面形成一层液体薄膜.此液体薄膜不易蒸发,尤其经过更长时间的浸泡,使得产生裂纹更难被察觉.所以PC材料在碳酸丙烯试剂中浸泡时间不应超过一分钟.曝光时间越长,内应力值越小.但内应力更小,也会出现应力裂纹.?2.3.2?PC材料在其它的试剂沉浸的时间可以参考下表???????????2.4?材料的选择：?2.4.2?测试样品要求保证在出模后在室温条件下放置1个小时后才能进行内应力测试。
测试样品的厚度要求保证在1毫米以上，因为在1毫米以下的材料可能在注塑的过程中就可能产生裂纹。
?2.5?测试方法：?2.5.1?2℃的测试试剂里面，?将测试样品完全沉浸在23在经过试剂所对应的时间浸泡后将样品从试剂中取出并用清水冲洗干净，用裸眼检查所有可能出现的裂纹及破裂程度、并根据图表一来判定内应力范围。
塑胶件 内应力
1 内应力产生在注塑制品中，各处局部应力状态是不同的，制品变形程度将决定于应力分布。
如果制品在冷却时。
存在温度梯度，则这类应力会发展，所以这类应力又称为“成型应力”。
注塑制品的内应力包两种：一种是注塑制品成型应力，另一种是温度应力。
当熔体进入温度较低的模具时，靠近模腔壁的熔体讯速地冷却而固化，于是分子链段被“冻结”。
由于凝固的聚合物层，导热性很差，在制品厚度方向上产生较大的温度梯度。
制品心部凝固相当缓慢，以致于当浇口封闭时，制品中心的熔体单元还未凝固，这时注塑机又无法对冷却收缩进行补料。
这样制品内部收缩作用与硬皮层作用方向是相反的；心部处于静态拉伸而表层则处于静态压缩。
在熔体充模流动时，除了有体积收缩效应引起的应力外。
还有因流道，浇口出口的膨胀效应而引起的应力；前一种效应引起的应力与熔体流动方向有关，后者由于出口膨胀效应将引起在垂直于流动方向应力作用。
2 影响愉应力的工艺因素（1）向应力的影响在速冷条件下，取向会导致聚合物内应力的形成。
由于聚合物熔体的粘度高，内应力不能很快松驰，影响制品的物理性能和尺寸稳定性。
各参数对取向应力的影响a熔体温度，熔体温度高，粘度低，剪切应力降低取向度减小；另一方面由于熔体温度高会使应力松驰加快，促使解取向能力加强。
可是在不改变注塑机压力的情况下，模腔压力会增大，强剪切作用又导致取向应力的提高。
b在喷嘴封闭以前，延长保压时间，会导致取向应力增加。
c提高注射压力或保压压力，会增大取向应力，d模具温度高可保证制品缓慢冷却，起到解取向作用。
e增加制品厚度使取向应力降低，因为厚壁制品冷却时慢，粘度提高慢，应力松驰过程的时间长，所以取向应力小。
（2）对温度应力的影响如上所述由于在充模时熔体和型壁之间温度梯度很大，先凝固的外层熔体要助止后凝固的内层熔体的收缩，结果在外层产生压应力（收缩应力），内层产生拉应力（取向应力）。
如果充模后又在保压压力的作用下持续较长时间，聚合物熔体又补入模腔中，使模腔压力提高，此压力会改变由于温度不均而产生的内应力。
内应力
内应力注塑过程会产生内应力会带来很多影响，下面就系统谈下内应力。
1、关于称谓通常的定义“内应力是塑料在成型加工的过程中高分子链段受到强迫高弹形变后趋于回复的一种力量”并不完全。
其实内应力是指熔融树脂在冷却过程中会由于热效应/取向效应带来的内部应力，但我们理解其时候不要仅仅理解其为静止的应力，它其实伴随着缩水，变形等动态现象，大家可以理解它为内应力效应。
2、关于影响内应力在塑胶产品中或多或少一定都有，它带来的影响有：缩水缺陷，变形缺陷，真空泡缺陷，分层缺陷，应力开裂缺陷（特别是有金属嵌件的开裂，烤漆电镀时的开裂，天气变化变冷时候的开裂，尖角开裂），粘模缺陷，起皮缺陷等。
3、内应力的成因及分类。
大体上内应力分为3类。
3.1冻结应力。
由于“喷泉流动”的原因，正常熔体最外层其分子链被强制拉直且紧贴模腔壁冷却，这层冷固层大约0.05~~0.2mm厚，依据剪切力和模具温度不同而不同，这种被强制拉直的状态不是高分子链的本来状态，是不稳定的。
这层是致密的，密度最高，但其取向并不严重。
3.2 取向应力。
冷固了的停止流动的凝固层与中心热的芯部形成速度剪刀差，高的速度梯度下形成了高取向层，这层厚度比凝固层后，取向更大，回复趋势更明显。
3.3 体积应变应力。
热的芯部慢慢收缩，形成低密度的芯部，而外部的密度相对较高，密度不同带来了应力差异。
这样，外层是压应力，内层是拉应力，这种拉压的趋势产生了巨大的应力。
4、各种不同机理应力的缺陷果。
4.1冻结应力对应的缺陷<=>应力开裂；4.2取向应力对应的缺陷<=>变形，起皮，分层；4.3 体积应变应力对应的缺陷<=>收缩，真空泡，脱模裂；5、消除措施。
了解到上述原因，消除措施也就简单了。
5.1冻结应力的消除。
就是高模温低剪切。
也就是高模温低射速而已。
5.2取向应力的消除。
就是低射速低剪切。
5.3体积应变应力的消除。
低的内压就可以了，就是饱和度低点，也就是保压小点短点。
塑胶内应力测试方法
塑胶内应力测试方法塑料材料内应力测试是为了评估塑料制品在使用和负载条件下的耐久性和可靠性。
内应力测试可以通过不同的方法进行，下面将介绍常用的几种测试方法。
1.锥形圆盘法：这是一种简单、常用的内应力测试方法。
它使用两个平面并行的圆盘夹紧塑料试样，然后用压缩力或拉伸力施加在圆盘上，使试样发生变形。
通过测量试样变形前后的直径变化，可以计算出内应力。
2.切割环法：这种方法将塑料试样切割成一个完整的环形，并在环形上进行一定的应力施加。
应力可以通过拉伸或压缩来施加。
然后测量环的直径和环心处的环厚度，通过计算得出内应力的大小。
3.X射线衍射法：这是一种非常精确的内应力测量方法。
它使用X射线通过塑料试样，然后观察射线衍射的图案。
内应力会导致晶体结构的变化，进而影响射线的衍射图案。
通过对衍射图案的分析，可以得出内应力的大小和分布。
4.拉压切割法：这种方法通过在塑料试样的一侧施加拉伸或压缩力，并在另一侧进行切割，从而引起切割面的位移。
然后通过测量切割面的位移和切割面的形状变化，可以计算出内应力。
5.高分子链节松弛法：这是一种通过测量高分子链节的松弛行为来评估塑料材料内应力的方法。
通过在恒温环境下施加一定的拉伸力，然后监测试样的应力松弛行为。
内应力越大，高分子链节的松弛速度越快。
无论使用哪种内应力测试方法，都需要注意以下几点：1.测试必须在适当的温度下进行，因为温度会对塑料材料内应力产生影响。
2.测试时需要遵循相应的标准和规范，以确保测试结果的准确性和可比性。
3.需要根据试样的尺寸和形状选择适当的测试方法，以确保测试结果的有效性。
4.测试中要避免其他因素对结果的干扰，例如试样的表面损伤、试验环境的振动等。
总之，内应力测试是塑料材料研究和应用过程中必不可少的一部分。
通过选择合适的测试方法和正确地进行测试，可以评估材料的性能和可靠性，为塑料制品的设计和生产提供有力的依据。
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1.1 内应力测试
将试件在25℃下于冰醋酸中浸3ｍｉｎ,视试件表面“发白”程度判断内应力大小,内应力越大,“发白”现象越严重。
这种方法能大致说明内应力的状况。
1.2 镀层剥离强度测定
用剥离法测定剥离强度:在试片上切出10ｍｍ宽的条,撬起端头30～40ｍｍ,在垂直于镀层表面的方向(90°±5°)上用拉力机进行剥离。
1.3 高低温冲击法检验镀层结合力
该方法由西德塑料电镀工作者协会提出,方法简单易行,重现性较好。
具体操作过程是:在80℃±5℃的高温热水浴中保温1ｈ,取出后在不超过30ｓ的时间内放入5℃±5℃的低温水浴中浸30ｓ,再转入高温热水浴中,经过3个循环周期,如镀层无起泡、脱皮、发皱等缺陷即视为合格。
2.1 选材可用于电镀的塑料很多,但各种材料的加工性能、机械性能、材料成本、电镀成本、电镀的难易、尺寸精度等方面有很大差别。
ＡＢＳ塑料具有优良的综合性能,用途十分广泛,且易于成形,表面易于浸蚀而获得较高的镀层结合力,所以目前在电镀中用得最多。
此外,通过红外光谱检测发现,化学粗化过的塑料表面存在活性基团如—ＣＯＯＨ,—ＣＨＯ,—ＯＨ,—ＳＯ3Ｈ等极性基团,这些极性基团能与金属镀层产生化学结合力,从而提高了镀层的结合强度。
ＡＢＳ塑料中丁二烯含量越高,镀层的结合力越大。
电镀型ＡＢＳ塑料中丁二烯含量达22%～24%。
试验表明,电镀型ＡＢＳ树脂301Ｍ的镀层结合力比非电镀型ＡＢＳ树脂ＰＡ-757的镀层结合力高1倍以上。
2.2 塑料件结构对电镀的影响
试验件(旋钮)原结构直角、锐边较多,在作高低温冲击试验时发现零件起泡部位主要集中在靠近直角、锐边处及浇口周围。
在测试中发现这些部位都有内应力,这对镀层结合力有不良影响。
将直角、锐边改为圆弧过渡后作电镀试验,镀层与基体结合良好。
航空工艺技术另一方面,直角、锐边处在电镀时易引起尖端电流密度过大,致使镀层疏松而结合不佳,甚至烧焦或击穿化学预镀层。
2.3 塑料模具对塑料件电镀的影响
试验中发现原来的旋钮表面有流痕,电镀后遮盖不住,影响表观质量。
同时,由于塑料模具模腔粗糙度不好,使旋钮表面不够光亮,最后也会影响镀层的光亮度。
而用于测定剥离强度的镀件(试片)注塑成形后外观质量较好,镀层外表光亮。
另一方面,设计塑料模具(如浇注系统和脱模机构)时应注意使待镀件的内应力尽量小。
2.4 塑料成形工艺对塑料电镀的影响
(1)应选用螺杆式注射机,以保证ＡＢＳ塑料中Ｂ组分分布均匀。
此外,还应注意所选用的注射机是否会使制件产生内应力而影响镀层
的结合力。
(2)原材料的干燥。
ＡＢＳ塑料颗粒易于吸潮,如不进行干燥,成形时会在制件表面产生气泡、银丝、缺乏光泽等缺陷,影响镀层外观和结合力。
(3)注射工艺参数的选用。
注射工艺参数的选择应使制件的内应力尽量小,并克服流痕、波纹等外观缺陷。
如适当提高加工温度和模具温度、降低注射压力、缩短保压时间、适当降低注射速度等都会在不同程度上减小制件的内应力。
(4)不允许用油作脱模剂,否则会使粗化不均匀,无法保证镀层金属的结合力。
必要时,可用滑石粉或肥皂水作脱模剂。
2.5 后处理对塑料件电镀的影响
由于注塑条件、注射机的选择及制品的形状、模具设计不当等原因,会使塑料件在不同部位存在内应力,它会造成局部粗化不足,使活化和金属化困难,最终会造成金属化层不耐碰撞和结合力下降。
试验表明,热处理和整面剂处理都可以降低、消除内应力,使镀层结合力提高20%～60%。
对ＡＢＳ塑料件进行热处理,其内部分子发生重排,使分子排列均匀,特别是使丁二烯粒子呈球形结构,显著降低了内应力。
适当延长热处理时间,可使内应力减小到最低限度。
采用整面剂对塑料件进行处理,既可消除内应力,又能脱脂,因而提高了镀层的结合强度。
在高低温冲击试验中,未作任何后处理的零件有起泡现象,而后处理过的零件均无明显变化,说明后处理能大大降低制件的内应力。
甲乙酮 + 丙酮沉浸法：将零件完全浸入21摄氏度的1：1的甲乙酮 + 丙酮的混合液中，取出后立即甩干，依上法检查，有应力的零件应在60-75摄氏度下加热2-4小时以清除应力，也可在25%的丙酮中浸泡30分钟去除应力。
Bayer Makrolon/Bayblend系列塑料
提高模温，提高注射压力，降低注射速度，提高注射时间，提高冷却时间（最好加上储前冷却15min），提高保压压力，。