塑膠內(nèi)應(yīng)力分析-0302

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1、塑料內(nèi)應(yīng)力分析AVCConfidential1A、塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理；B、塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的起因；C、影響塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的因素；D、塑料內(nèi)應(yīng)力降低與疏散方法；E、塑料內(nèi)應(yīng)力危害；F、塑料應(yīng)力的檢測(cè)方法;G、塑料制品內(nèi)應(yīng)力的消除方法。塑料內(nèi)應(yīng)力AVCConfidential塑料內(nèi)應(yīng)力是指在塑料熔融加工過(guò)程中由于受到大分子鏈的取向和冷卻收縮等因素而產(chǎn)生的一種內(nèi)在應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的本質(zhì)為大分子鏈在熔融加工過(guò)程中形成的不平衡構(gòu)象，這種不平衡構(gòu)象在冷卻固化時(shí)不能立刻恢復(fù)到與環(huán)境條件相適應(yīng)的平衡構(gòu)象，這種不均衡構(gòu)象的實(shí)質(zhì)為一種可逆的高彈形變，而凍結(jié)的高彈形變平時(shí)以位能情勢(shì)儲(chǔ)存在塑料制品中，在合適的條

2、件下，這種被迫的不穩(wěn)定的構(gòu)象將向自在的穩(wěn)固的構(gòu)象轉(zhuǎn)化，位能改變?yōu)閯?dòng)能而開釋。當(dāng)大分子鏈間的作用力和相互纏結(jié)力蒙受不住這種動(dòng)能時(shí)，內(nèi)應(yīng)力平衡即受到破壞，塑料制品就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂及翹曲變形等現(xiàn)象。A、塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的機(jī)理AVCConfidential(1)取向內(nèi)應(yīng)力(2)體積溫度內(nèi)應(yīng)力(3)結(jié)晶內(nèi)應(yīng)力(4)構(gòu)型內(nèi)應(yīng)力(5)脫模內(nèi)應(yīng)力B、塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的起因AVCConfidential(1)取向內(nèi)應(yīng)力取向內(nèi)應(yīng)力是塑料熔體在流動(dòng)充模和保壓補(bǔ)料過(guò)程中，大分子鏈沿流動(dòng)方向排列定向構(gòu)象被凍結(jié)而產(chǎn)生的一種內(nèi)應(yīng)力。取向應(yīng)力產(chǎn)生的詳細(xì)過(guò)程為：近流道壁的熔體因冷卻速度快而造成外層熔體粘度增高，從一而使熔

3、體在型腔核心層流速遠(yuǎn)高于表層流速，導(dǎo)致熔體內(nèi)部層與層之間受到剪切應(yīng)力作用，產(chǎn)生沿流動(dòng)方向的取向。取向的大分子鏈解凍在塑料制品內(nèi)也就象征著其中存在未松弛的可逆高彈形變，所以說(shuō)取向應(yīng)力就是大分子鏈從取向構(gòu)象力求過(guò)渡到無(wú)取向構(gòu)象的內(nèi)力。用熱處理的方式，可降低或排除塑料制品內(nèi)的取向應(yīng)力。塑料制品的取向內(nèi)應(yīng)力分布為從制品的表層到內(nèi)層越來(lái)越小，并呈拋物線變化。(2)體積溫度應(yīng)力體積溫度應(yīng)力是制件冷卻時(shí)不均勻收縮引起的。因內(nèi)外收縮不均而產(chǎn)生的體積溫度應(yīng)力主要靠減少制件內(nèi)外層冷卻降溫速率的差別來(lái)降低。這可以通過(guò)提高模具溫度、降低加工溫度來(lái)達(dá)到。加工結(jié)晶塑料制件時(shí)，常常因各部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度不等而出

4、現(xiàn)結(jié)晶應(yīng)力。模具溫度是影響結(jié)晶過(guò)程的最主要的工藝因素，降低模具溫度可以降低結(jié)晶應(yīng)力。帶金屬嵌件的塑件成型時(shí)，嵌件周圍的料層由于兩種材料線膨脹系數(shù)不等而出現(xiàn)收縮應(yīng)力，可通過(guò)預(yù)熱嵌件降低應(yīng)力。這兩種內(nèi)應(yīng)力主要是由于收縮不均而產(chǎn)生的，也屬于體積溫度應(yīng)力B、塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的起因AVCConfidential(1)分子鏈的剛性(2)分子鏈的極性(3)代替基團(tuán)的位阻效應(yīng)C、影響塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的因素AVCConfidential(1)分子鏈的剛性分子鏈剛性越大，熔體粘度越高，聚合物分子鏈運(yùn)動(dòng)性差，因而對(duì)于產(chǎn)生的可逆高彈形變恢復(fù)性差，易產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力口例如，一些分子鏈中含有苯環(huán)的聚合物，如PC、PP

5、O、PPS等，其相應(yīng)制品的內(nèi)應(yīng)力偏大。(2)分子鏈的極性一分子鏈的極性越大，分子間相互吸引的作用力越大，從而使分子間互相挪動(dòng)艱苦增大，恢復(fù)可逆彈性形變的程度減小，導(dǎo)致殘余內(nèi)應(yīng)力大。例如，一些分子鏈中含有羰基、酯基、睛基等極性基團(tuán)的塑料種類，其相應(yīng)制品的內(nèi)應(yīng)力較大。(3)代替基團(tuán)的位阻效應(yīng)大分子側(cè)基取代基團(tuán)的體積越大，則妨害大分子鏈自由活動(dòng)導(dǎo)致殘余內(nèi)應(yīng)力加大。例如，聚苯乙烯取代基團(tuán)的苯基體積較大，因而聚苯乙烯制品的內(nèi)應(yīng)力較大。幾種常見聚合物的內(nèi)應(yīng)力大小次序如下:PPO>PSF>PC>ABS>PA6>PP>HDPEC、影響塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的因素AVCConfidential(1)原料配方設(shè)

6、計(jì)(2)成型加工前提的節(jié)制⑶塑料制品的設(shè)計(jì)⑷塑料模具的設(shè)計(jì)D、塑料內(nèi)應(yīng)力降低與疏散方法AVCConfidential(1)原料配方設(shè)計(jì)①選取分子量大、分子量分布窄的樹脂聚合物分子量越大，大分子鏈間作用力和纏結(jié)程度增添，其制品抗應(yīng)力開裂能力較強(qiáng)；聚合物分子量分布越寬，其中低分子量成分越大，輕易首先造成微觀撕裂，造成應(yīng)力集中，便制品開裂。②選取雜質(zhì)含量低的樹脂聚合物內(nèi)的雜質(zhì)等于應(yīng)力的集中體，又會(huì)降低塑料的原有強(qiáng)度，應(yīng)將雜質(zhì)含量減少到最低程度。③共混改性易出現(xiàn)應(yīng)力開裂的樹脂與適宜的其它樹脂共混，可降低內(nèi)應(yīng)力的存在程度。例如，在PC中混入適量PS，PS呈近似珠粒狀分散于PC連續(xù)相中，可使內(nèi)應(yīng)

7、力沿球面分散緩解并禁止裂紋擴(kuò)大，從而達(dá)到降低內(nèi)應(yīng)力的目的。再如，在PC中混入適量PE,PE球粒外沿可形成關(guān)閉的空化區(qū)，也可適當(dāng)降低內(nèi)應(yīng)力。④加強(qiáng)改性用增強(qiáng)纖維進(jìn)行增強(qiáng)改性，可以降低制品的內(nèi)應(yīng)力,偉哥價(jià)格，這是因?yàn)槔w維纏結(jié)了良多大分子鏈，從而提高應(yīng)力開裂能力。例如，30%GFPC的耐應(yīng)力開裂能力比純PC提高6倍之多。⑤成核改性在結(jié)晶性塑料中參加相宜的成核劑，可以在其制品中形成很多小的球晶，使內(nèi)應(yīng)力降低并得到分散。D、塑料內(nèi)應(yīng)力降低與疏散方法AVCConfid