塑胶内应力分析23页PPT
塑料件应力报告

塑料件应力报告1. 引言本报告旨在分析塑料件的应力情况,并提供解决方案,以减少塑料件在使用过程中可能出现的破裂和变形问题。
首先介绍塑料件的应力来源,然后对塑料件应力的影响进行分析,最后提出减少应力的建议。
2. 塑料件应力来源塑料件在使用过程中会受到多种应力来源的影响,其中主要包括以下几个方面:2.1 机械应力机械应力是指塑料件在装配、运输或使用时所受到的物理力量作用。
例如,当塑料件承受拉力、压力或弯曲力时,会产生机械应力。
2.2 温度应力温度应力是由于塑料件在不同温度下膨胀系数不同而产生的应力。
当塑料件在温度变化剧烈的环境中使用时,温度应力可能会引起塑料件的破裂或变形。
2.3 冷却应力冷却应力是在塑料件成型过程中产生的应力,由于塑料件内部的冷却速度与外部不同,会导致部分区域出现收缩应力,从而影响塑料件的稳定性。
2.4 作用环境应力作用环境应力是指在特定使用环境下,例如湿度、化学物质、紫外线等对塑料件造成的应力。
这些应力可能会导致塑料件的老化、脆化或变质。
3. 塑料件应力的影响塑料件应力的存在可能会导致以下问题:•塑料件破裂:过高的应力会导致塑料件无法承受,从而破裂。
•塑料件变形:应力会使塑料件发生变形,影响其功能和外观。
•塑料件寿命缩短:过高的应力会导致塑料件的开裂、老化等问题,从而降低其使用寿命。
4. 解决方案为了减少塑料件的应力,可以采取以下解决方案:4.1 材料选择选择合适的塑料材料可以降低塑料件的应力。
不同塑料材料有不同的物理性质和耐力,因此在设计和制造过程中要根据具体应用需求选择合适的材料。
4.2 结构优化通过结构优化,可以减少塑料件的应力集中。
例如,改变塑料件的形状、加强支撑结构等方式,可以分散应力,提高塑料件的承载能力。
4.3 温度控制在塑料件的使用过程中,合理控制温度可以减少温度应力的影响。
例如,在高温环境下使用耐热塑料或通过控制加热和冷却速度等方式,可以降低温度应力带来的损害。
关于塑胶产品残余应力的分析(ppt 17页)

致分子链发生剧烈变化,在分子未完全回复乱序及松弛的自然状态 前即遭冻结,从而导致残留取向应力,尤以PC材料最为明显,其 它如PC/ABS、PSU等也存在同样问题.这种状况的出现与 其分子链结构有密切的关系
剪切取向应力代表塑料加工过程中由于剪切流动造成应力大 小,它受塑胶流动速率与黏度的影响.在充填结束瞬间,由于充填 体积变少,流量固定时射速增加,加上塑胶较冷,黏度较高,因此 最后充填位置的剪切应力较高,塑料可能会产生裂解及较高的残留 应力产生位置:浇口位置--因射速快或保压时间长而容易产生挤 压取向应力;壁厚急剧变化处--(特别是由厚到薄处)会因壁薄 位置剪切力强而产生挤压取向应力;料流充填不平衡处--会因为 过度充填而造成局部挤压而产生挤压取向应力
況。
應力的危害
開裂:因為應力的存在,在受到外界作用後(如移印 時接觸到化學溶劑或者烤漆後端時高溫烘烤),會誘 使應力釋放而在應力殘留位置開裂。開裂主要集中在 澆口處或過度填充處。
翹曲及變形:因為殘留應力的存在,因此產品在室溫 時會有較長時間的內應力釋放或者高溫時出現短時間 內殘留應力釋放的過程,同時產品局部存在位置強度 差,產品就會在應力殘留位置產生翹曲或者變形問題。
冷卻不均
–沿厚度方向收縮不均的結果 –由於
模穴表面溫度不均 溫度沿厚度方向變化 模具的熱性質
張力
凝固與收縮
自由收缩 凝固层 约束收缩
热量引起 残余应力
拉
热量
熔融 塑胶
热量
伸 压
缩
冷却 初期
冷却 后期
成型后
收缩应力产生示意图
影响应力产生的主要因素
产品结构:尖角的存在,容易导致在该位置应力 集中的情况发生.当受到外力冲击或溶剂诱导作 用时就会产生应力开裂. 壁厚分布不均匀,也会导致应力的产生.在壁厚 产生变化的区域,会因为厚度变化而产生剪切速 度因为外界的诸多因素,破坏了塑胶材料中分 子链乱序及松弛的自然形式,使之处于一种非稳 定状态而产生残留应力.
影响塑料制品内应力的因素分析

影响塑料制品内应力的因素分析塑料制品内应力是指塑料制品内部存在的相互之间的契合度不良所导致的应力状态。
这些应力可能是由于制造过程中的温度变化、压力变化以及材料的收缩和形变等因素引起的。
塑料制品内应力的存在会对制品的物理性能和结构稳定性产生不利影响,因此需要对其影响因素进行分析和研究,以寻找相应的解决方法。
首先,塑料制品的材料特性是影响内应力形成的重要因素之一、不同种类的塑料材料具有不同的热膨胀系数和收缩率,这会在制品冷却过程中产生内部应力。
例如,线性热膨胀系数大的塑料在冷却后会产生较大的收缩应力;而热膨胀系数小的塑料则相对稳定。
此外,塑料的形态结构、分子链长度以及链间结合力也会影响塑料制品的内应力。
例如,分子链较长的塑料制品通常会有较高的内应力。
其次,塑料制品的制造工艺是影响内应力形成的另一个重要因素。
制造过程中的温度变化和压力变化会导致塑料的热胀冷缩和形变,进而产生内应力。
热处理、冷却速率和压力控制等工艺参数的选择和控制对塑料制品的内应力有着重要的影响。
例如,冷却速率过快或过慢都容易导致制品内应力的产生。
此外,塑料制品的几何形状和尺寸也会影响内应力的形成。
形状复杂或非对称的制品容易产生较大的内应力。
特别是当制品的几何形状和尺寸有较大变化时,如壁厚不均匀或过大的变形,则会导致制品内部的应力集中,从而增加制品的内应力。
最后,外界环境因素也可能影响塑料制品的内应力。
例如,温度和湿度的变化会导致塑料制品的收缩和膨胀,从而引起内部应力的产生。
此外,长时间的贮存和运输过程中的震动和振动等外界力量也可能导致内应力的累积。
总之,影响塑料制品内应力的因素非常复杂,涉及塑料材料本身的特性、制造工艺参数、几何形状和尺寸以及外界环境等多个方面。
了解和控制这些因素对于减少塑料制品的内应力,提高其物理性能和结构稳定性具有重要意义。
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。
《塑料注塑成型内应力研究》

《塑料注塑成型内应力研究》塑料注塑成型是一种常用于制造塑料制品的方法,它可以通过将加热熔化的塑料材料注入到模具中,然后冷却固化来制造各种形状的产品。
然而,在注塑成型过程中,塑料制品会产生内部应力,这可能对产品的性能和质量产生不良影响。
因此,研究塑料注塑成型内应力具有重要的意义。
首先,塑料注塑成型内应力的研究可以帮助我们了解注塑成型过程中塑料材料的变形和形状保持能力。
在注塑成型过程中,塑料材料会经历加热、熔化、注入、冷却和固化等阶段。
在这些过程中,塑料材料会因为温度变化和形状变化而产生内部应力。
通过研究这些内应力的产生机制和分布规律,我们可以更好地理解塑料材料的变形特性,从而提高产品的成型质量和性能。
其次,塑料注塑成型内应力的研究对于改善产品的外观和尺寸稳定性也具有重要作用。
塑料制品在注塑成型后,由于内部应力的存在,可能出现缩水、翘曲、变形等问题,从而影响产品的外观和尺寸稳定性。
通过研究内应力的分布规律,我们可以针对性地优化模具结构和成型工艺,控制塑料制品的变形,从而得到更好的外观和尺寸稳定性。
此外,塑料注塑成型内应力的研究还可以为改善塑料制品的力学性能提供指导。
塑料制品的力学性能包括强度、刚度、韧性等方面。
内应力的存在会影响塑料材料的分子结构和链层结构,从而对力学性能产生影响。
通过研究内应力与力学性能的关系,我们可以优化成型工艺和后处理工艺,提高塑料制品的力学性能。
需要注意的是,塑料注塑成型内应力的研究是一个复杂的课题,其中涉及到温度场、应力场、流动场等多个因素的相互作用。
因此,进行这方面的研究需要综合运用力学、热学、流体力学等多个学科的知识,并结合实验和数值模拟等方法进行。
只有通过深入研究和理解塑料注塑成型内应力的机理和规律,我们才能更好地控制塑料制品的成型过程,提高产品的质量和性能。
综上所述,《塑料注塑成型内应力研究》是一个有益且有挑战性的研究课题。
通过深入研究内应力的产生机制、分布规律和对塑料制品性能的影响,我们可以为改善塑料制品的成型质量、外观和力学性能提供重要的理论指导和实践应用。
塑胶产品内应力研究与消除方法

塑胶产品内应力研究与消除方法一1.注塑制品一个普遍存在的缺点是有内应力。
内应力的存在不仅是制件在储存和使用中出现翘曲变形和开裂的重要原因,也是影响制件光学性能、电学性能、物理力学性能和表观质量的重要因素。
因此找出各种成型因素对注塑制品内应力影响的规律性,以便采取有效措施减少制件的内应力,并使其在制件断面上尽可能均匀地分布,这对提高注塑制品的质量具有重要意义。
特别是在制件使用条件下要承受热、有机溶剂和其他能加速制件开裂的腐蚀介质时,减少制件的内应力对保证其正常工作具有更加重要的意义。
此外,掌握注塑制品内应力的消除方法和测试方法也很有必要2 内应力的种类高分子材料在成型过程中形成的不平衡构象,在成型之后不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,是注塑制品存在内应力的主要原因。
另外,外力使制件产生强迫高弹形变也会在其中形成内应力。
根据起因不同,通常认为热塑性塑料注塑制件中主要存在着四种不同形式的内应力。
对注塑制件力学性能影响最大的是取向应力和体积温度应力。
2.1取向应力高分子取向使制件内存在着未松弛的高弹形变,主要集中在表层和浇口的附近,使这些地方存在着较大的取向应力,用退火的方法可以消除制件的取向应力。
试验表明,提高加工温度和模具温度、降低注射压力和注射速度、缩短注射时间和保压时间都能在不同程度上使制件的取向应力减小。
2.2体积温度应力体积温度应力是制件冷却时不均匀收缩引起的。
因内外收缩不均而产生的体积温度应力主要靠减少制件内外层冷却降温速率的差别来降低。
这可以通过提高模具温度、降低加工温度来达到。
加工结晶塑料制件时,常常因各部分结晶结构和结晶度不等而出现结晶应力。
模具温度是影响结晶过程的最主要的工艺因素,降低模具温度可以降低结晶应力。
带金属嵌件的塑件成型时,嵌件周围的料层由于两种材料线膨胀系数不等而出现收缩应力,可通过预热嵌件降低应力。
这两种内应力主要是由于收缩不均而产生的,也属于体积温度应力。
2.3与制件体积不平衡有关的应力高分子在模腔内凝固时,甚至在极其缓慢的条件下要使制件在脱模后立即达到其平衡体积,在实际上是不可能的。
塑胶产品内应力研究与消除方法

塑胶产物内应力研究与消除方法一之南宫帮珍创作1.注塑制品一个普遍存在的缺点是有内应力.内应力的存在不单是制件在贮存和使用中呈现翘曲变形和开裂的重要原因, 也是影响制件光学性能、电学性能、物理力学性能和表观质量的重要因素.因此找出各种成型因素对注塑制品内应力影响的规律性, 以便采用有效办法减少制件的内应力, 并使其在制件断面上尽可能均匀地分布, 这对提高注塑制品的质量具有重要意义.特别是在制件使用条件下要接受热、有机溶剂和其他能加速制件开裂的腐蚀介质时, 减少制件的内应力对保证其正常工作具有更加重要的意义.另外, 掌握注塑制品内应力的消除方法和测试方法也很有需要2 内应力的种类高分子资料在成型过程中形成的不服衡构象, 在成型之后不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象, 是注塑制品存在内应力的主要原因.另外, 外力使制件发生强迫高弹形变也会在其中形成内应力.根据起因分歧, 通常认为热塑性塑料注塑制件中主要存在着四种分歧形式的内应力.对注塑制件力学性能影响最年夜的是取向应力和体积温度应力.2.1取向应力高分子取向使制件内存在着未松弛的高弹形变, 主要集中在表层和浇口的附近, 使这些处所存在着较年夜的取向应力, 用退火的方法可以消除制件的取向应力.试验标明, 提高加工温度和模具温度、降低注射压力和注射速度、缩短注射时间和保压时间都能在分歧水平上使制件的取向应力减小.2.2体积温度应力体积温度应力是制件冷却时不均匀收缩引起的.因内外收缩不均而发生的体积温度应力主要靠减少制件内外层冷却降温速率的分歧来降低.这可以通过提高模具温度、降低加工温度来到达.加工结晶塑料制件时, 经常因各部份结晶结构和结晶度不等而呈现结晶应力.模具温度是影响结晶过程的最主要的工艺因素, 降低模具温度可以降低结晶应力.带金属嵌件的塑件成型时, 嵌件周围的料层由于两种资料线膨胀系数不等而呈现收缩应力, 可通过预热嵌件降低应力.这两种内应力主要是由于收缩不均而发生的, 也属于体积温度应力.2.3与制件体积不服衡有关的应力高分子在模腔内凝固时, 甚至在极其缓慢的条件下要使制件在脱模后立即到达其平衡体积, 在实际上是不成能的.实验测定标明, 注塑制件中这种形式的内应力一般很小.2.4 与制件顶出变形有关的内应力这种内应力主要与开模条件和模具顶出机构的设计有关.正确选择开模条件使开模前的模腔压力接近于零, 根据制件的结构和形状设计合理的顶出机构, 使制件顶出时不致变形, 是可以将这种形式的内应力减少到不会影响制件力学性能的限度以内的.3影响注塑制品内应力的因素分析注塑制品的造型设计分歧理、模具设计分歧理、成型工艺条件不正确、注射机选用不妥等城市使制品内存在比力年夜的内应力.影响制品内应力的因素很多, 也很复杂.主要影响因素见下图所示3.1造型设计圆角塑料制品除使用上要求采纳尖角外, 各概况相交处应尽可能采纳圆弧过渡.由于制品形状和截面的变动, 使注塑过程中熔料在尖角处的流态发生急剧变动而发生年夜的应力, 而且残留在尖角处.在有载荷或受冲击振动时会发生破裂, 甚至在脱模过程中即由于模塑内应力而开裂, 特别是制品的内圆角.一般, 即使采纳R为0.5mm的圆角就能使塑件强度年夜为增加.一般情况下, 理想的内圆角半径应有壁厚的1/4以上.外圆角半径可取壁厚的1.5倍.采纳圆弧过渡既可以减少应力集中, 还可年夜年夜改善塑料的充模特性, 防止在转角处发生冲击形成波纹或充不满模腔.塑件设计成圆角, 使模具型腔对应部位也呈圆角, 这样增加了模具的坚固性, 塑件的外圆角对应着型腔的内圆角, 它使模具在淬火或使用时不至于因应力集中而开裂, 提高了模具的使用寿命.可是在塑件的某些部位如分型面、型芯与型腔配合处等方便做成圆角而只能采纳尖角.除相交概况的尖角外, 尖锐的螺纹牙也是严重的应力集中源, 采纳倒圆角的螺纹可减少应力集中, 提高螺纹强度.制品壁厚制品壁厚是结构设计时所需要考虑的重要因素.分歧理的壁厚会给制品带来很多缺陷.增加壁厚既可改善树脂的充模特性, 又可降低取向应力, 减少变形, 提高制品强度.但同时收缩加年夜, 保压和冷却时间加长, 生产效率降低, 消耗资料多.较年夜的收缩应力还将造成制品概况发生凹陷或内部呈现缩孔与气泡, 既影响外观又降低了强度.增加壁厚的同时也增加了制品的概况积, 概况积与体积之比越年夜, 概况冷却越快, 取向应力和体积温度应力都随之增年夜.如果制品壁太薄, 会降低强度, 脱模时易破裂, 还有碍于树脂的充模流动, 造成填充缺乏或呈现明显的熔合纹, 严重影响制品质量.每种塑料根据充模能力都有一个最小壁厚.确定壁厚时在满足强度要求的前提下, 壁厚尽量取薄些, 可节省资料, 减轻制品重量, 降低本钱, 但不能小于最小壁厚.ABS经常使用的标准壁厚为1.2~3.5mm.壁厚设计还应注意均匀一致, 否则将会由于收缩应力引起制品的翘曲变形.同一制品中, 若必需存在壁厚相差较年夜的情况时, 连接处应逐渐过渡, 防止截面的突变.金属嵌件由于金属嵌件冷却时尺寸变动与塑料的热收缩值相差很年夜, 使嵌件周围发生很年夜的内应力, 而造成塑件的开裂.对某些高刚性的工程塑料更甚, 如聚碳酸酯;但对弹性和冷流动性年夜的塑料则应力值较低.当有金属嵌件存在时, 应尽量防止制件开裂:(1)如能选用与塑料线膨胀系数相近的金属作嵌件, 内应力值可以降低;(2)嵌件周围的塑料应有足够的厚度, 否则会由于存在收缩应力而开裂;(3)嵌件的顶部也应有足够厚的塑料层, 否则嵌件顶部塑件概况会呈现鼓包或裂纹;(4)嵌件不应带尖角、锐边, 以减少应力集中;(5)热塑性塑料注射成型时, 将金属嵌件预热到接近物料温度, 可减少由于金属与塑料热膨胀系数分歧而发生的收缩应力;(6)对内应力难以自消的塑料, 可先在嵌件周围被覆一层高分子弹性体或在成型后进行退火处置来降低内应力;(7)在塑件成型后再装配或压入嵌件, 可调节因嵌入嵌件而造成的内应力值, 使制件不致破裂.3.2 注塑机选用注射机选用不妥, 也会发生内应力.那种认为年夜容量注射机注射小模具中的制品会减少内应力的说法不正确.有时会因为压力过高、喷嘴结构分歧适或混料造成较年夜的内应力.3.3 模具设计模具浇注系统和顶出机构设计不妥城市使制件发生内应力.浇注系统模具浇注系统设计分歧理如浇口年夜小分歧适、浇道太窄、主流动太长、浇口位置分歧理城市造成内应力:(1)浇口尺寸太年夜, 补料时间就会延长, 会增年夜年夜分子的解冻取向和解冻应变, 造成很年夜的补料内应力, 特别在浇口附近内应力更年夜.小浇口的适时封闭, 能适本地控制补料时间.但浇口尺寸也不宜太小, 过小的浇口会造成太年夜的流动阻力, 发生取向应力.(2)主流道太长、流道太窄、流道的急剧转折城市使流动阻力加年夜, 延长进料时间或需增年夜注射压力和保压压力, 会使制品发生更高的取向应力.(3)浇口位置的选取除考虑制品外观和熔接缝外, 还应尽量减少在流动方向上由于充模和补料而造成的定向作用.顶出机构顶出机构设计不妥, 使脱模力不均衡或型芯概况在脱模过程中形成真空或施加过年夜的脱模力, 城市造成塑件发生强迫高弹形变形成内应力, 甚至龟裂, 严重时发生开裂.龟裂和开裂看上去相似, 实质上有区别.龟裂不是空隙状的缺陷, 是高分子自己同所加应力成平行方向排列, 经过加热又能恢复到无龟裂的状态, 所以能用热处置方法解决.注塑成型后立即热处置效果较好.防止顶动身生内应力需改善脱模条件, 如仔细磨光型芯正面;增加脱模斜度;平衡顶出力;顶杆应安插在脱模阻力最年夜的部位如型芯凸台附近及能接受较年夜顶出力的部位, 如加强筋、凸缘、塑件端面等部位.3.4机械加工注塑制品除为切除年夜浇口冷凝料而进行机械加工外, 当制件尺寸精度和形位公差要求很高而无法通过模具设计与调整工艺条件获得保证, 或零件上有难以一次成型出的形状(如小而深的孔或螺纹等)时, 成型之后就需要进行机械加工.经常使用的机械加工工艺有车、铣、刨、钻、锯、铰孔和拱螺纹等.但机械加工会使塑件内部发生内应力, 因此加工时应用专用刀具、宜采纳较低的切削速度、小切削量和低速度, 还应保证充沛冷却.对易发生内应力的制品应进行屡次热处置.3.5注塑成型工艺条件注塑制品由于成型工艺特点不成防止的存在内应力, 但工艺条件控制适当就会使塑件内应力降低到最小水平, 能够保证制件的正常使用.相反, 如果工艺控制不妥, 制件就会存在很年夜的内应力, 不单使制件强度下降, 而且在贮存和使用过程中呈现翘曲变形甚至开裂.需要控制的工艺条件如嵌件预热、模具温度、加工温度、注射速度、注射压力、保压压力、注射时间、保压时间、冷却时间等.温度、压力、时间是塑料成型工艺的主要因素.金属嵌件预热注射成型时, 应将金属嵌件预热到接近物料温度, 预热嵌件的目的是减少金属与塑料冷却时收缩值的差距, 从而降低由于二者热膨胀系数的分歧而在嵌件周围发生的收缩应力.收缩应力是注塑制品内容易形成的内应力的一种, 这种内应力的存在, 是带金属嵌件的注塑制品呈现裂纹和强度下降的重要原因.模具温度提高模具温度, 可以降低因内外收缩不均而发生的体积温度应力和高分子取向应力, 也可以降低结晶塑料制品的结晶应力.但模温也不能过高, 模温升高使冷却时间延长, 降低了生产效率.加工温度提高加工温度可降低取向应力, 但同时会使因收缩不均而发生的体积温度应力增加, 同时也使封口压力升高, 延长冷却时间才华顺利脱模.注射压力、注射速度和注射时间增年夜注射压力使取向应力和结晶塑料的结晶应力增加, 同时使封口压力增年夜, 必需延长冷却时间才华顺利脱模, 否则会造成脱模应力;注射速度增加也会使取向应力和结晶应力增加, 但对冷凝快的塑料还是用高的注射速度充模较为有利, 因为冷凝快的塑料慢速注射需要更高的注射压力来维持熔体的流动;注射时间不宜太长, 模腔布满以后就相当于在注射压力下保压了, 也会使制件的取向应力增加.保压压力和保压时间冷却中的熔体在外压作用下发生的总形变中, 有相当年夜一部份是弹性的, 故使熔体在高压下冷凝会在制件中发生较年夜的内应力和高分子取向.压实后立即降压或补料过程中分步降压有利于高分子解取向, 所以降低保压压力和缩短保压时间有利于取向应力的降低;延长保压时间仅在一定范围内取向度增年夜, 浇口封闭之后再延长保压时间对取向度的变动就不再影响.冷却时间当注射压力、保压压力、熔体温度升高, 浇口尺寸较年夜时城市使封口压力升高, 这时必需延长冷却时间才华使开模前模腔内的残余压力降到很低或接近于零, 否则要将制件顺利地从模具内顶出是很困难的.若强制脱模, 制件在顶出时会发生很年夜的应力, 以至制件可能被划伤, 严重时会呈现破裂.但冷却时间也不宜过长, 否则不单生产效率低, 而且制件内部压力降到零以后进一步冷却可能在制件内部形成负压, 即由于冷却收缩使制件内外层之间发生拉应力.在注塑成型或机械加工之后及时对制件进行热处置是降低或消除其内应力, 使其内部结构加速到达稳定状态的一个有效办法.对要求强度高、尺寸稳定性好的制件, 往往在加工过程中进行不只一次的热处置.热处置的方法是:在加热介质中先将温度从室温升到一定温度(这个温度常称为热处置温度或退火温度), 使制件在此温度下坚持一定的时间, 然后缓慢地冷却到室温.影响热处置效果最重要的工艺因素是热处置温度和热处置时间.在理论上热处置温度越高, 热处置时间越长, 制件的内应力就能在更年夜水平上被消除, 其内部结构就越趋于稳定.但实际使用的温度却不能太高, 温渡过高容易引起制件在热处置过程中发生翘曲变形.一般认为, 热塑性塑料注塑件的热处置温度以稍低于热变形温度(约低5℃~10℃)为宜.热处置时间则主要与塑料的性质与制件壁厚有关, 高分子链的刚性越年夜, 制件的壁越厚, 需要进行热处置的时间就越长.正确选用加热介质对热处置效果也很重要.用空气作为加热介质, 有把持简便和处置后不需要清洗等优点.ABS塑料在65~75℃空气中处置2~4小时效果良好.但空气热传导效率低, 容易引起尼龙类和聚甲醛等塑料氧化变色.高沸点油作为热处置介质有传热快、制件加热均匀等优点, 但把持比力麻烦, 而且处置后的制件上存留的油斑有时很难除去.吸水性强的尼龙类塑料制件用水或乙酸钾的水溶液(沸点121℃)作热处置介质比力好.用这种介质既有利于防止制件在热处置过程中氧化变色, 又能使其加速到达吸湿平衡.热处置有时纷歧定能到达理想的效果, 只能作为一种辅助工序, 完全依靠热处置防止应力开裂的做法不成靠.必需从影响注塑制品内应力的几个主要因素方面采用有效办法, 结合热处置方法才华取得满意效果.4.1開裂:因為應力的存在, 在受到外界作用後(如移印時接觸到化學溶劑或者烤漆後端時高溫烘烤), 會誘使應力釋放而在應力殘留位置開裂.開裂主要集中在澆口處或過度填充處.4.2翹曲及變形:因為殘留應力的存在, 因此產品在室溫時會有較長時間的內應力釋放或者高溫時出現短時間內殘留應力釋放的過程, 同時產品局部存在位置強度差, 產品就會在應力殘留位置產生翹曲或者變形問題.4.3產品尺寸變化:因為應力的存在, 在產品放置或後處理的過程中, 如果環境達到一定的溫度, 產品就會因應力釋放而發生變化.通常是把零件防在溶剂中,15s~ 2min等,在那出来看是否有开裂来判断是否有应力经常使用塑胶件有于检验溶液对比表:ABS 煤油、冰醋酸PC 四氯化碳PS 煤油、冰醋酸PA 正庚烷PSF 四氯化碳PPO 四氯化碳塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到年夜分子链的取向和冷却收缩等因素影响而发生的一种内在应力.内应力的实质为年夜分子链在熔融加工过程中形成的不服衡构象, 这种不服衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象, 这种不服衡构象的实质为一种可逆的高弹形变, 而解冻的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中, 在适宜的条件下, 这种自愿的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化, 位能转酿成动能而释放.当年夜分子链间的作用力和相互缠结力接受不住这种动能时, 内应力平衡即遭到破坏, 塑料制品就会发生应力开裂及翘曲变形等现象.几乎所有塑料制品城市分歧水平地存在内应力, 尤其是塑料注射制品的内应力更为明显.内应力的存在不单使塑料制品在贮存和使用过程中呈现翘曲变形和开裂, 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, 必需找出内应力发生的原因及消除内应力的法子, 最年夜水平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, 防止发生应力集中现象, 从而改善塑料制品的力学1热学等性能.塑料内应力发生的原因发生内应力的原因有很多, 如塑料熔体在加工过程中受到较强的剪切作用, 加工中存在的取向与结晶作用, 熔体各部位冷却速度极难做到均匀一致, 熔体塑化不均匀, 制品脱模困难等, 城市引发内应力的发生.依引起内应力的原因分歧, 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, 年夜分子链沿流动方向排列定向构象被解冻而发生的一种内应力.取向应力发生的具体过程为:*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, 招致熔体内部层与层之间受到剪切应力作用, 发生沿流动方向的取向.取向的年夜分子链解冻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年夜分子链从取向构象力图过渡到无取向构象的内力.用热处置的方法, 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, 并呈抛物线变动.(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发生的一种内应力.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, 招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年夜, 并也呈抛物线变动..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年夜, 容易形成收缩纷歧均匀的内应力.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分歧也会发生内应力.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.影响塑料内应力发生的因素(1)分子链的刚性分子链刚性越年夜, 熔体粘度越高, 聚合物分子链活动性差, 因而对发生的可逆高弹形变恢复性差, 易发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年夜.(2)分子链的极性一分子链的极性越年夜, 分子间相互吸引的作用力越年夜, 从而使分子间相互移动困难增年夜, 恢复可逆弹性形变的水平减小, 招致残余内应力年夜.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年夜.(3)取代基团的位阻效应年夜分子侧基取代基团的体积越年夜, 则妨碍年夜分子链自由运动招致残余内应力加年夜.例如, 聚苯乙烯取代基团的苯基体积较年夜, 因而聚苯乙烯制品的内应力较年夜.几种罕见聚合物的内应力年夜小顺序如下:PPO>PSF>PC>ABS>PA6>PP>HDPE 塑料内应力的降低与分散(1)原料配方设计1)选取分子量年夜、分子量分布窄的树脂聚合物分子量越年夜, 年夜分子链间作用力和缠结水平增加, 其制品抗应力开裂能力较强;聚合物分子量分布越宽, 其中低分子量成份越年夜, 容易首先形成微观撕裂, 造成应力集中, 便制品开裂.2)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水平.3)共混改性易呈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水平.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, 从而到达降低内应力的目的.再如, 在PC中混入适量PE , PE球粒外沿可形成封闭的空化区, 也可适当降低内应力.4)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年夜分子链, 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.5)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, 使内应力降低并获得分散.(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.对内应力影响较年夜的加工条件主要有如下几种.①料筒温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, 在熔体布满型腔过程中, 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年夜.可是, 料筒温度太高也欠好, 太高容易造成冷却不充沛, 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年夜.②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年夜.一方面, 模具温渡过低, 会造成冷却加快, 易使冷却不均匀而引起收缩上的较年夜不同, 从而增年夜冷却内应力;另一方面, 模具温渡过低, 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。
塑胶件内应力产生的原因及PCABS内应力开裂分析

塑胶件内应力产生的原因及PC/ABS 内应力开裂微观分析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?塑胶塑胶件内应力产生的原因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。