如何檢測(cè)、消除注塑件內(nèi)應(yīng)力,？

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塑料內(nèi)應(yīng)力是指在塑料熔融加工過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,。
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內(nèi)應(yīng)力的本質(zhì)為大分子鏈在熔融加工過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。
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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。

一,、塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的起因

. S; ]8 o$ D' ]6 O  L1,、取向內(nèi)應(yīng)力
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* b1 ^8 [5 b8 U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,。

取向應(yīng)力產(chǎn)生的詳細(xì)過程為：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,。
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) y( _' E2 d: V4 b* e( b, h* t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，所以說取向應(yīng)力就是大分子鏈從取向構(gòu)象力求過渡到無取向構(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。

4 n' x* i$ P: @+ V' B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,。

0 g* p6 {" U! r- ]2 Y+ A0 p4 W, _+ X2、冷卻內(nèi)應(yīng)力
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" O" V% R5 X$ ?& z- e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)生的一種內(nèi)應(yīng)力,。尤其是對(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)層可能仍是熱熔體,，這徉芯層就會(huì)限度表層的收縮,，導(dǎo)致芯層處于壓應(yīng)力狀況，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,，并也呈拋物線變更.,。
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. l/ w/ G5 |7 d5 n& y9 p$ u( R另外，帶金屬嵌件的塑料制品,，因?yàn)榻饘倥c塑料的熱脹系數(shù)相差較大,，容易形成收縮不一平勻的內(nèi)應(yīng)力。

/ U9 Y. G& R, D  |除上述兩種重要內(nèi)應(yīng)力外,，還有以下多少種內(nèi)應(yīng)力：對(duì)結(jié)晶塑料制品而言,，其制品內(nèi)部各部位的結(jié)晶構(gòu)造跟結(jié)晶度不同也會(huì)發(fā)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,。
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二、影響塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的因素
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1,、分子鏈的剛性
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$ b2 V& R; S5 D$ G  C) \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,、PPO、PPS等,，其相應(yīng)制品的內(nèi)應(yīng)力偏大,。

2、分子鏈的極性
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: O0 A; P7 \6 Z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,。
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3,、代替基團(tuán)的位阻效應(yīng)
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5 n+ s* F) X+ L. G" j8 f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,。
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6 s, m$ C2 v; l8 G- R0 _三,、檢測(cè)注塑件內(nèi)應(yīng)力的三種方法
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3 B1 s  U. P) W5 i6 \9 `( j1 I, H1、溶劑法

0 A2 @% T1 B  O/ v7 v: h. x▶醋酸沉浸
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所使用的乙酸(CH3COOH)必須是95%以上的乙酸且反復(fù)使用次數(shù)不得超過10次測(cè)試,。
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0 S1 f( \: {0 L$ i) ^( V①表面應(yīng)力測(cè)試：將乙酸(冰醋酸)倒入玻璃器皿中,，將產(chǎn)品完全浸在乙酸里，時(shí)間為30秒,。30秒后用夾子將樣品取出并馬上用凈水(自來水即可)沖刷清潔,，察看樣品表面有無發(fā)白及裂紋。
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斷定：不得有任何開裂現(xiàn)象,，容許表面有稍微發(fā)白,。
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②內(nèi)應(yīng)力測(cè)試：將表面應(yīng)力測(cè)試及格的樣品擦干后完全浸在乙酸里，時(shí)間為2分鐘,。2分鐘后將樣品取出并當(dāng)即用清水(自來水即可)沖洗干凈,，視察樣品有無發(fā)白及裂紋。
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判斷：不得有任何斷裂現(xiàn)象,，許可鑲件處有輕微裂紋及表面發(fā)白現(xiàn)象,。

▶甲乙酮+丙酮沉浸法
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將整機(jī)完整浸入21攝氏度的1:1的甲乙酮+丙酮的混雜液中，掏出后即時(shí)甩干,，依上法檢討,。
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原理：根據(jù)介質(zhì)應(yīng)力決裂的現(xiàn)象，即溶濟(jì)分子滲透到樹脂的大分子之間后,，降低了分子之間的彼此作用力,。內(nèi)應(yīng)力大的地方在浸入前分子之間的作用力原來就有所削弱，浸入溶濟(jì)后這些減弱了的處所進(jìn)一步減弱,，而引起開裂,，內(nèi)應(yīng)力小的地方在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)開裂。

$ T2 a3 m- _9 P5 P/ Z9 z. h& U) L因此,，可以從待鍍件表面開裂的時(shí)間和程度來斷定鍍件內(nèi)應(yīng)力的大小及其部位,。從而斷定塑料件是否進(jìn)行電鍍。
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2,、儀器法
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  s' x3 o$ r' @' B用偏振光照耀塑料制件,，視彩色光帶多寡，剖析內(nèi)應(yīng)力的強(qiáng)弱,，它只適用于透明的制件,。偏振光法所要的儀器昂貴，操作龐雜,，且正確度不高,，因?yàn)橹萍�處理前后變化不顯著,，光譜帶上涌現(xiàn)的光帶不一定都是內(nèi)應(yīng)力的影響，如制件表面的漣漪也會(huì)影響檢驗(yàn)的成果,。
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9 f' [% X- L. I此法對(duì)制件的機(jī)能尚無任何影響,，為無損檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)過的制件可繼承電鍍和使用,。
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' U( A/ v5 T+ F, p+ ^3,、溫度驟變法

這種方法是將塑料待鍍件重復(fù)受冷受熱，依據(jù)裂紋呈現(xiàn)的時(shí)間是非來評(píng)定內(nèi)應(yīng)力的大小,，它適用于各類塑料成形件,。溫度驟變法所要的裝備簡略，然而測(cè)驗(yàn)時(shí)間較長,。

經(jīng)檢修后的塑料件已被損壞,，不能持續(xù)應(yīng)用。
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2 U$ F/ D( k$ s6 I) x四,、內(nèi)應(yīng)力的消除
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和金屬類似,，塑料制品也可以像金屬一樣通過成型后的“退火”工序消除部分應(yīng)力，這只是在設(shè)計(jì)工藝等各方面不能滿足的情況下的亡羊補(bǔ)牢式的措施,，不建議作為常規(guī)方法,。

) j( l1 g% B9 A. G. H這種方法有諸多限制：
( H8 _  i  C$ g' @- ^, ]1、對(duì)于玻纖填充材料,，不能很好的消除,；
2、測(cè)試表明,，成型后加熱過程中由于材料的強(qiáng)度下降,，以及材料的耐化學(xué)性能下降，為避免失效需要控制退火的時(shí)間,；
3,、長時(shí)間加熱退火會(huì)顯著增加最終產(chǎn)品的成本；
4,、退火過程中升溫和降溫保證平穩(wěn),，避免急冷急熱造成熱沖擊。
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下表為各種材料退火的建議參數(shù)：

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李mengwei

好東西，前段時(shí)間還在想塑料件的內(nèi)應(yīng)力問題,，知道有金屬有熱處理,，有時(shí)效處理,，就在想塑料件的內(nèi)應(yīng)力該如何消除，這篇文章剛好補(bǔ)充了我的知識(shí)面