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《材料性質(zhì)對(duì)注塑件熔接痕外觀及性能的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、材料性質(zhì)對(duì)注塑件熔接痕外觀及性能的影響塑料有很多種成型方法，其中注塑是很重要、應(yīng)用很廣的成型方法之一。但是注塑件不可避免地會(huì)產(chǎn)生這樣那樣的缺陷，其中熔接痕（又稱熔合紋）是常見的缺陷之一。熔接痕是兩股流動(dòng)的熔融塑料因相接觸而形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能都完全不同于注塑件其它部位的三維區(qū)域。熔接痕的產(chǎn)生不僅使注塑件的外觀質(zhì)量而且使其力學(xué)性能如沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等受到不同程度的影響，熔接痕區(qū)的強(qiáng)度一般為原始材料的10%～90%。對(duì)不同的材料，這個(gè)比例是不同的。如何選用合適的材料來減小熔接痕的危害是注塑過程中首先要解決的問
2、題。筆者具體分析了材料性質(zhì)對(duì)注塑件熔接痕外觀及性能產(chǎn)生影響的原因及對(duì)策。1熔接痕的分類及其形成1.1熔接痕的分類???注塑件中最常見的熔接痕有兩種基本類型，一種是因?yàn)樽⑺芗慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)或尺寸較大，為縮短熔體流程和加速充滿型腔，采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的澆口時(shí)，從不同澆口進(jìn)入型腔的熔體前鋒迎頭相遇形成的，這種熔接痕稱為冷接痕（或?qū)雍郏鐖D1a所示）；另一種是由于制品中存在孔、嵌件等引起熔體分開再匯合而形成的，這種熔接痕稱為熱接痕（或稱并合痕，如圖1b所示）。另外還有一種由于充模時(shí)熔體前沿的“噴泉”式流動(dòng)或壁厚不均引起的熔接痕。1.
3、2熔接痕的特點(diǎn)和形成???熔接痕具有垂直取向、弱連接和表面V形槽三大特點(diǎn)。從其形成過程看，注射成型的充模階段和冷卻階段起著關(guān)鍵作用。???（1）充模階段。在此階段產(chǎn)生熔接痕并初步形成垂直取向，熔體的“噴泉”流動(dòng)對(duì)熔接痕的產(chǎn)生模式起到關(guān)鍵性的作用。形成熔接痕時(shí)，兩股流動(dòng)的熔體相碰撞使熔體分子鏈在沿厚度方向由中心層向壁面運(yùn)動(dòng)。這樣使得熔接痕區(qū)的分子取向垂直于主流方向，即沿厚度方向取向，而不是像其它區(qū)域那樣平行于主流方向。???（2）冷卻階段。在此階段熔接痕形成弱粘接和表面V形槽。由于注塑過程中冷卻速度快，兩股熔體界面處大分子鏈
4、和鏈段的擴(kuò)散時(shí)間少于它們的松弛時(shí)間，這樣大分子鏈和鏈段來不及擴(kuò)散就被完全凝結(jié)，從而在界面處形成了弱粘接。同時(shí)熔體的收縮和滯留在型腔中的空氣或充模過程中產(chǎn)生的揮發(fā)物來不及排出會(huì)形成表面V形槽。2材料性質(zhì)對(duì)注塑件熔接痕外觀和性能的影響???熔接痕其實(shí)是一個(gè)區(qū)域，它的寬度由幾毫米到整個(gè)制件厚度，這取決于材料及其組成。凡影響分子鏈纏結(jié)、結(jié)晶、取向和分子熱作用的因素都會(huì)影響到熔接痕的強(qiáng)度。這些因素依賴于材料特征和工藝條件，材料特征主要包括松弛時(shí)間、結(jié)晶形貌等。熔接痕對(duì)注塑件性能的損害程度可定量地用接痕系數(shù)（FKL）來表示。接痕系數(shù)定
5、義為：???不同塑料的接痕系數(shù)可以有很大差別。按材料性質(zhì)不同，可以將塑料分為3類：???（1）無定形脆性聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、（苯乙烯／丙烯腈）共聚物（SAN）等，這類塑料具有很小的接痕系數(shù)，熔接痕使注塑件性能損害很嚴(yán)重。???（2）無定形韌性聚合物，如聚碳酸酯（PC）、（丙烯腈／丁二烯／苯乙烯）共聚物（ABS）等，這類塑料具有較大的接痕系數(shù)，熔接痕對(duì)注塑件性能損害小，在有利的成型條件下可以忽略熔接痕對(duì)注塑件性能的損害。???（3）半結(jié)晶性聚合物，如聚酰胺（PA）、聚
6、甲醛（POM）、聚丙烯（PP）、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT）等，這類塑料也具有較高的接痕系數(shù)，在有利的成型條件下也可以忽略熔接痕對(duì)注塑件性能的損害。2.1結(jié)晶度???在眾多的材料參數(shù)中，影響熔接痕結(jié)構(gòu)的首要因素是結(jié)晶度。若聚合物為半結(jié)晶或結(jié)晶性聚合物，那么結(jié)晶的存在對(duì)熔接痕的弱粘結(jié)有正反兩方面的作用：一方面界面處的結(jié)晶可直接提高粘接度；另一方面結(jié)晶區(qū)的存在阻礙了分子鏈的擴(kuò)散。若結(jié)晶程度高，那么前者的作用要遠(yuǎn)大于后者。而結(jié)晶度越高，垂直取向越弱，表面V形槽越輕微，熔接痕處的強(qiáng)度就越大。???此外
7、晶粒大小和晶粒的分布還影響著熔接痕處的性能，小的晶粒且分布均勻會(huì)表現(xiàn)出較好的力學(xué)性能。J.K.Kim采用GIbbS自由能觀點(diǎn)描述了熔接痕處的宏觀性質(zhì)，認(rèn)為熔接處的粘接強(qiáng)度與分子穿越界面的密度成正比。2.2松弛時(shí)間???聚合物分子鏈從一種平衡態(tài)通過分子運(yùn)動(dòng)達(dá)到與外場(chǎng)相適應(yīng)的新的平衡態(tài)的過程中，由于高分子運(yùn)動(dòng)單元要受到較大的摩擦力，使得這種運(yùn)動(dòng)不能瞬時(shí)而要經(jīng)過一個(gè)緩慢過程才能完成，此過程稱為松弛過程，所需要的時(shí)間稱為松弛時(shí)間。松弛時(shí)間對(duì)分子鏈段的纏結(jié)有著重要影響，松弛時(shí)間相對(duì)短的聚合物能得到較好的纏結(jié)。松弛過程與溫度有關(guān)，溫度
8、升高可以促使運(yùn)動(dòng)單元活化并使運(yùn)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)所需要的自由空間增大，這兩種作用都會(huì)加快松弛過程的進(jìn)行，或者說縮短松弛時(shí)間。???聚合物中的許多松弛過程特別是那些由于側(cè)基運(yùn)動(dòng)或主鏈局部運(yùn)動(dòng)引起的松弛過程，其松弛時(shí)間與溫度的關(guān)系符合Eying關(guān)于速度過程的一般理論，即：???由（1）式可以看出，在相同的溫度下т主
