1、塑料件應(yīng)力開裂原因分析及檢測方法簡述塑料件應(yīng)力開裂原因分析及檢測方法簡述幾乎所有塑料制品都會(huì)不同程度地存在內(nèi)應(yīng)力，特別是塑料注射 制品的內(nèi)應(yīng)力更為明顯。內(nèi)應(yīng)力的存在不但使塑料制品在儲(chǔ)存和使用過 程中出現(xiàn)應(yīng)力開裂和翹曲變形，也影響塑料制品的力學(xué)性能、光學(xué)性 能、電學(xué)性能及外觀質(zhì)量等。應(yīng)力開裂的必要條件是試樣或零件內(nèi)存在應(yīng)力，并存在某種應(yīng)力集中因 素如缺口、表面劃傷等。那么塑件應(yīng)力從何而來呢？塑膠件內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因依引起內(nèi)應(yīng)力的原因不同，可將內(nèi)應(yīng)力分成如下幾類：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。取向的大分子鏈 凍結(jié)在

2、塑料制品內(nèi)也就意味著其中存在未松弛的可逆高彈形變，因此說 取向應(yīng)力就是大分子鏈從取向構(gòu)象力圖過渡到無取向構(gòu)象的內(nèi)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)層越來越小，并呈拋物線變 化。冷卻內(nèi)應(yīng)力冷卻內(nèi)應(yīng)力是塑料制品在熔融加工過程中因冷卻定型時(shí)收縮不均勻而 產(chǎn)的一種內(nèi)應(yīng)力。特別對(duì)厚壁塑料制品，塑料制品的外層首先冷卻凝固收縮，其內(nèi)層可能還是 熱熔體，這徉芯層就會(huì)限制表層的收縮，導(dǎo)致芯層處于壓應(yīng)力狀態(tài)，而 表層處于拉應(yīng)力狀態(tài)。塑料制品冷卻內(nèi)應(yīng)力的分布為從制品的表層到內(nèi) 層越來越大，并也呈拋物線變化。另外，帶金屬嵌件的塑料制品，由于 金屬與塑料的熱脹系數(shù)相差較大，容易形成收縮不一均勻的內(nèi)應(yīng)力。環(huán)

3、境應(yīng)力環(huán)境應(yīng)力開裂是聚烯烴類塑料的特有現(xiàn)象，它是指當(dāng)制品存在應(yīng) 力時(shí)，與某些活性介質(zhì)接觸，會(huì)出現(xiàn)脆性裂紋，最終可能導(dǎo)致制品破 壞。這些活性物質(zhì)能夠是洗滌劑、皂類、水、油、酸、堿、鹽及對(duì)材料 并無顯著溶脹作用的有機(jī)溶劑。原料混有其它雜質(zhì)或摻雜不適當(dāng)?shù)幕蜻^ 量的溶劑或其它添加劑時(shí)，在某些應(yīng)力集的位置就會(huì)導(dǎo)致裂紋。有些塑料如ABS等，在受潮狀況下加熱會(huì)與水汽發(fā)生催化裂化反 應(yīng)，使制件發(fā)生大的應(yīng)變從而開裂。其它對(duì)于結(jié)晶塑料制品而言，其制品部各部位的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度不同也 會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。另外還有構(gòu)型內(nèi)應(yīng)，力及脫模內(nèi)應(yīng)力等，只是其內(nèi)應(yīng)力聽占比重都很小。PC/ABS內(nèi)應(yīng)力開裂微觀分析分子鏈剛性越大，熔體粘度

4、越高，聚合物分子鏈活動(dòng)性差，因而 對(duì)于發(fā)生的可逆高彈形變恢復(fù)性差，易產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。例如一些分子 鏈中含有苯環(huán)的聚合物，如PC、PPO、PPS 等，其相應(yīng)制品的內(nèi)應(yīng)力偏大。PC材料容易內(nèi)應(yīng)力開裂是它本身分子結(jié)構(gòu)決定，那就是聚碳酸酯 分子結(jié)構(gòu)中有苯環(huán)，因此取向比較困難。在成型后，被取向的鏈節(jié)有恢 復(fù)自然狀態(tài)的趨勢，可是由于分子鏈節(jié)已被凍結(jié)和分子鏈之間作用力， 從而可能造成制品存在應(yīng)力，這就是大家常說的應(yīng)力開裂現(xiàn)象。特別是 回收的PC，由于回收PC的相對(duì)分子質(zhì)量下降，相對(duì)分子質(zhì)量分布變寬， 少量存在的水分、顏料、雜質(zhì)、溶劑等極易引發(fā)開裂現(xiàn)象。幾種常見聚合物的內(nèi)應(yīng)力大小順序：PPOPSFPCABSP

5、A6PPHDPE塑料內(nèi)應(yīng)力的降低與分散（1）前期原料的選擇a）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)程度增加，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，容易首先形成微觀撕裂，造成應(yīng)力集中，便制品開裂。b）選取雜質(zhì)含量低的樹脂聚合物內(nèi)的雜質(zhì)即是應(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。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)力沿球面分散緩解并阻止裂紋擴(kuò)展，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球粒外沿可形成封閉的空化 區(qū)，也可適當(dāng)降低內(nèi)應(yīng)力。d）增強(qiáng)改性用增強(qiáng)纖維進(jìn)行增強(qiáng)改性，能夠降低制品的內(nèi)應(yīng)力，這是因?yàn)槔w 維纏結(jié)了很多大分子鏈，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。e）成核改性在結(jié)晶性塑料中加入適宜的成核劑，能夠在其制品中形成許多小 的